Energiomregner
Energi — fra kalorier til kilowatt‑timer
Forstå energi i hverdagen: madkalorier, apparaters kWh, BTU i opvarmning og elektronvolt i fysik. Konverter trygt med klare eksempler.
Grundlæggende om energi
Hvad er energi?
Evnen til at udføre arbejde eller producere varme. Måles ofte som mekanisk arbejde, varme eller elektrisk energi.
Effekt relaterer sig til energi over tid: effekt = energi/tid (W = J/s).
- SI-base: joule (J)
- Elektrisk: Wh og kWh
- Ernæring: Kalorie = kilokalorie (kcal)
Hverdagskontekst
Elregninger opkræves i kWh; apparater angiver effekt (W), og du ganger med tid for at få kWh.
Madmærkater bruger kalorier (kcal). Opvarmning/køling bruger ofte BTU.
- Telefonopladning: ~10 Wh
- Brusebad (10 min, 7 kW varmelegeme): ~1,17 kWh
- Måltid: ~600–800 kcal
Videnskab og mikro‑energi
Partikelfysik bruger eV for foton- og partikelenergier.
På atomskala optræder Hartree- og Rydberg-energier i kvantemekanik.
- 1 eV = 1,602×10⁻¹⁹ J
- Synlig foton: ~2–3 eV
- Planck-energien er ekstremt stor (teoretisk)
- Konverter via joule (J) for klarhed og nøjagtighed
- kWh er praktisk til husholdningsenergi; kcal til ernæring
- BTU er almindelig i VVS; eV i fysik
Huskeregler
Hurtig hovedregning
kWh ↔ MJ
1 kWh = 3,6 MJ præcist. Gang med 3,6 eller del med 3,6.
kcal ↔ kJ
1 kcal ≈ 4,2 kJ. Rund ned til 4 for hurtige skøn.
BTU ↔ kJ
1 BTU ≈ 1,055 kJ. Groft sagt 1 BTU ≈ 1 kJ for skøn.
Wh ↔ J
1 Wh = 3.600 J. Tænk: 1 watt i 1 time = 3.600 sekunder.
Madkalorier
1 Cal (mad) = 1 kcal = 4,184 kJ. Stort 'C' betyder kilokalorie!
kW × timer → kWh
Effekt × Tid = Energi. 2 kW varmelegeme × 3 timer = 6 kWh forbrugt.
Visuelle energireferencer
| Scenario | Energy | Visual Reference |
|---|---|---|
| LED-pære (10 W, 10 timer) | 100 Wh (0,1 kWh) | Koster ~$0,01 ved typiske takster |
| Fuld opladning af smartphone | 10-15 Wh | Nok til at oplade ~60-90 gange fra 1 kWh |
| En skive brød | 80 kcal (335 kJ) | Kunne drive en 100W pære i ~1 time |
| Varmt brusebad (10 min) | 1-2 kWh | Samme energi som at køre dit køleskab i en dag |
| Et helt måltid | 600 kcal (2,5 MJ) | Nok energi til at løfte en bil 1 meter fra jorden |
| Elbilbatteri (60 kWh) | 216 MJ | Samme som 30.000 madkalorier eller 20 dages mad |
| En liter benzin | 34 MJ (9,4 kWh) | Men motorer spilder 70% som varme! |
| Et lynnedslag | 1-5 GJ | Lyder enormt, men forsyner kun et hus i et par timer |
Almindelige faldgruber
- Forveksling af kW og kWhFix: kW er effekt (hastighed), kWh er energi (mængde). En 2 kW varmelegeme, der kører i 3 timer, bruger 6 kWh.
- Kalorie vs. kalorieFix: Madmærker bruger 'Kalorie' (stort K) = kilokalorie = 1.000 kalorier (lille k). 1 Cal = 1 kcal = 4,184 kJ.
- Ignorering af effektivitetFix: Benzin har 9,4 kWh/liter, men motorer er kun 25-30% effektive. Den reelle brugbare energi er ~2,5 kWh/liter!
- Batteriets mAh uden spændingFix: 10.000 mAh betyder intet uden spænding! Ved 3,7V: 10.000 mAh × 3,7V ÷ 1000 = 37 Wh.
- Blanding af energi- og effektregningerFix: Elregninger opkræver pr. kWh (energi), ikke kW (effekt). Din takst er kr/kWh, ikke kr/kW.
- Glemme tid i energiberegningerFix: Effekt × Tid = Energi. At køre en 1.500W varmelegeme i 2 timer = 3 kWh, ikke 1,5 kWh!
Hvor hver enhed passer ind
Hjem og apparater
Elektrisk energi faktureres i kWh; estimer forbrug ved at gange effekt med tid.
- LED-pære 10 W × 5 t ≈ 0,05 kWh
- Ovn 2 kW × 1 t = 2 kWh
- Månedlig regning summerer alle enheder
Mad og ernæring
Kalorier på etiketter er kilokalorier (kcal) og er ofte parret med kJ.
- 1 kcal = 4,184 kJ
- Dagligt indtag ~2.000–2.500 kcal
- kcal og Cal (mad) er det samme
Opvarmning og brændstoffer
BTU, therms og brændstofækvivalenter (BOE/TOE) optræder i VVS og på energimarkeder.
- 1 therm = 100.000 BTU
- Naturgas og olie bruger standardiserede ækvivalenter
- kWh ↔ BTU-konverteringer er almindelige
Hvordan konverteringer virker
- Wh × 3600 → J; kWh × 3,6 → MJ
- kcal × 4,184 → kJ; cal × 4,184 → J
- eV × 1,602×10⁻¹⁹ → J; J ÷ 1,602×10⁻¹⁹ → eV
Almindelige konverteringer
| Fra | Til | Faktor | Eksempel |
|---|---|---|---|
| kWh | MJ | × 3,6 | 2 kWh = 7,2 MJ |
| kcal | kJ | × 4,184 | 500 kcal = 2.092 kJ |
| BTU | J | × 1.055,06 | 10.000 BTU ≈ 10,55 MJ |
| Wh | J | × 3.600 | 250 Wh = 900.000 J |
| eV | J | × 1,602×10⁻¹⁹ | 2 eV ≈ 3,204×10⁻¹⁹ J |
Hurtige eksempler
Hurtig reference
Hurtig beregning af apparatomkostninger
Energi (kWh) × pris pr. kWh
- Eksempel: 2 kWh × 2,50 kr. = 5,00 kr.
- 1.000 W × 3 t = 3 kWh
Batteri-snydeark
mAh × V ÷ 1000 ≈ Wh
- 10.000 mAh × 3,7 V ≈ 37 Wh
- Wh ÷ enhedens W ≈ driftstid (timer)
Hurtig beregning af CO₂
Estimer udledning fra elforbrug
- CO₂ = kWh × netintensitet
- Eksempel: 5 kWh × 400 gCO₂/kWh = 2.000 g (2 kg)
- Et lavkulstofnet (100 g/kWh) reducerer dette med 75%
Fejl vedr. effekt vs. energi
Almindelige forvekslinger
- kW er effekt (hastighed); kWh er energi (mængde)
- En 2 kW varmelegeme i 3 t bruger 6 kWh
- Regninger bruger kWh; apparatskilte viser W/kW
Introduktion til vedvarende energi
Grundlæggende om sol og vind
Vedvarende energikilder genererer effekt (kW), som over tid integreres til energi (kWh).
Produktionen varierer med vejret; langsigtede gennemsnit er vigtige.
- Kapacitetsfaktor: % af maksimal produktion over tid
- Solceller på taget: ~900–1.400 kWh/kW·år (afhængig af placering)
- Vindmølleparker: kapacitetsfaktor ofte 25–45%
Lagring og flytning
Batterier lagrer overskud og flytter energi til, når den er nødvendig.
- kWh-kapacitet vs. kW-effekt er vigtigt
- Tur-retur-effektivitet < 100% (tab)
- Tidsdifferentierede takster tilskynder til flytning
Snydeark til energitæthed
| Kilde | Pr. masse | Pr. volumen | Noter |
|---|---|---|---|
| Benzin | ~46 MJ/kg (~12,8 kWh/kg) | ~34 MJ/L (~9,4 kWh/L) | Ca.; afhænger af blanding |
| Diesel | ~45 MJ/kg | ~36 MJ/L | Lidt højere volumetrisk end benzin |
| Jetbrændstof | ~43 MJ/kg | ~34 MJ/L | Petroleumstype |
| Ethanol | ~30 MJ/kg | ~24 MJ/L | Lavere end benzin |
| Brint (700 bar) | ~120 MJ/kg | ~5–6 MJ/L | Høj pr. masse, lav pr. volumen |
| Naturgas (STP) | ~55 MJ/kg | ~0,036 MJ/L | Komprimeret/LNG har meget højere volumetrisk tæthed |
| Li‑ion batteri | ~0,6–0,9 MJ/kg (160–250 Wh/kg) | ~1,4–2,5 MJ/L | Afhænger af kemi |
| Bly‑syre batteri | ~0,11–0,18 MJ/kg | ~0,3–0,5 MJ/L | Lav tæthed, billig |
| Træ (tørt) | ~16 MJ/kg | Varierer | Afhænger af art og fugtighed |
Energisammenligning på tværs af skalaer
| Anvendelse | Joule (J) | kWh | kcal | BTU |
|---|---|---|---|---|
| Enkelt foton (synlig) | ~3×10⁻¹⁹ | ~10⁻²² | ~7×10⁻²⁰ | ~3×10⁻²² |
| En elektronvolt | 1,6×10⁻¹⁹ | 4,5×10⁻²³ | 3,8×10⁻²⁰ | 1,5×10⁻²² |
| Myre der løfter et korn | ~10⁻⁶ | ~10⁻⁹ | ~2×10⁻⁷ | ~10⁻⁹ |
| AA-batteri | 9.360 | 0,0026 | 2,2 | 8,9 |
| Smartphone-opladning | 50.000 | 0,014 | 12 | 47 |
| En skive brød | 335.000 | 0,093 | 80 | 318 |
| Et helt måltid | 2.500.000 | 0,69 | 600 | 2.370 |
| Varmt brusebad (10 min) | 5,4 MJ | 1,5 | 1.290 | 5.120 |
| Dagligt madindtag | 10 MJ | 2,8 | 2.400 | 9.480 |
| En liter benzin | 34 MJ | 9,4 | 8.120 | 32.200 |
| Tesla-batteri (60 kWh) | 216 MJ | 60 | 51.600 | 205.000 |
| Et lynnedslag | 1-5 GJ | 300-1.400 | 240k-1,2M | 950k-4,7M |
| Et ton TNT | 4,184 GJ | 1.162 | 1.000.000 | 3,97M |
| Hiroshima-bomben | 63 TJ | 17,5M | 15 milliarder | 60 milliarder |
Hverdagens benchmarks
| Ting | Typisk energi | Noter |
|---|---|---|
| Fuld opladning af telefon | ~10–15 Wh | ~36–54 kJ |
| Laptop-batteri | ~50–100 Wh | ~0,18–0,36 MJ |
| 1 skive brød | ~70–100 kcal | ~290–420 kJ |
| Varmt brusebad (10 min) | ~1–2 kWh | Effekt × tid |
| Varmeblæser (1 t) | 1–2 kWh | Efter effektindstilling |
| Benzin (1 L) | ~34 MJ | Nedre brændværdi (ca.) |
Fantastiske energifakta
Elbilbatteri vs. Hjem
Et 60 kWh Tesla-batteri lagrer den samme energi, som et typisk hjem bruger på 2-3 dage – forestil dig at have 3 dages elektricitet i din bil!
Den mystiske Therm
En therm er 100.000 BTU (29,3 kWh). Naturgasregninger bruger therms, fordi det er lettere at sige '50 therms' end '5 millioner BTU'!
Kalorietricket med stort bogstav
Madmærker bruger 'Kalorie' (stort K), som faktisk er en kilokalorie! Så den 200 Cal-kage er i virkeligheden 200.000 kalorier (lille k).
Benzinens beskidte hemmelighed
1 liter benzin har 9,4 kWh energi, men motorer spilder 70% som varme! Kun ~2,5 kWh bevæger faktisk din bil. Elbiler spilder kun ~10-15%.
1 kWh-benchmarken
1 kWh kan: drive en 100W pære i 10 timer, oplade 100 smartphones, riste 140 skiver brød eller holde dit køleskab kørende i 24 timer!
Magien ved regenerativ bremsning
Elbiler genvinder 15-25% af energien under bremsning ved at omdanne motoren til en generator. Det er gratis energi fra spildt kinetisk energi!
E=mc² er overvældende
Din krop har nok masse-energi (E=mc²) til at forsyne alle Jordens byer i en uge! Men at omdanne masse til energi kræver atomreaktioner.
Raketbrændstof vs. Mad
Pund for pund har raketbrændstof 10 gange så meget energi som chokolade. Men du kan ikke spise raketbrændstof – kemisk energi ≠ metabolisk energi!
Rekorder og ekstremer
| Rekord | Energi | Noter |
|---|---|---|
| Dagligt forbrug i husholdningen | ~10–30 kWh | Varierer efter klima og apparater |
| Et lynnedslag | ~1–10 GJ | Meget variabelt |
| 1 megaton TNT | 4,184 PJ | Eksplosivt ækvivalent |
Opdagelsen af energi: Fra oldtidens ild til moderne fysik
Oldtidens energi: Ild, mad og muskelkraft
I årtusinder forstod mennesker kun energi gennem dens virkninger: varme fra ild, styrke fra mad og kraften fra vand og vind. Energi var en praktisk realitet uden teoretisk forståelse.
- **Beherskelse af ild** (~400.000 f.Kr.) - Mennesker udnytter kemisk energi til varme og lys
- **Vandhjul** (~300 f.Kr.) - Grækere og romere omdanner kinetisk energi til mekanisk arbejde
- **Vindmøller** (~600 e.Kr.) - Persere fanger vindenergi til at male korn
- **Forståelse af ernæring** (antikken) - Mad som 'brændstof' for menneskelig aktivitet, selvom mekanismen var ukendt
Disse praktiske anvendelser kom tusinder af år før nogen videnskabelig teori. Energi var kendt gennem erfaring, ikke ligninger.
Den mekaniske tidsalder: Damp, arbejde og effektivitet (1600-1850)
Den industrielle revolution krævede en bedre forståelse af, hvordan varme omdannes til arbejde. Ingeniører målte motorers effektivitet, hvilket førte til termodynamikkens fødsel.
- **James Watts forbedringer af dampmaskinen** (1769) - Kvantificerede arbejdsydelse, introducerede hestekræfter
- **Sadi Carnots teori om varmemotorer** (1824) - Beviste teoretiske grænser for omdannelse af varme til arbejde
- **Julius von Mayer** (1842) - Foreslog mekanisk ækvivalent af varme: varme og arbejde er udskiftelige
- **James Joules eksperimenter** (1843-1850) - Målte præcist: 1 kalorie = 4,184 joule mekanisk arbejde
Joules eksperimenter beviste energibevarelse: mekanisk arbejde, varme og elektricitet er forskellige former for den samme ting.
Energi forenet: Bevarelse og former (1850-1900)
Det 19. århundrede syntetiserede forskellige observationer til et enkelt koncept: energi bevares, den transformeres mellem former, men skabes eller ødelægges aldrig.
- **Hermann von Helmholtz** (1847) - Formaliserede loven om energibevarelse
- **Rudolf Clausius** (1850'erne) - Introducerede entropi, der viser, at energikvaliteten forringes
- **James Clerk Maxwell** (1865) - Forenede elektricitet og magnetisme, og viste, at lys bærer energi
- **Ludwig Boltzmann** (1877) - Forbandt energi med atombevægelse via statistisk mekanik
I 1900 blev energi forstået som fysikkens centrale valuta – den transformerer sig, men bevares på tværs af alle naturlige processer.
Kvantemekanikkens og atomets æra: E=mc² og subatomare skalaer (1900-1945)
Det 20. århundrede afslørede energi i ekstremer: Einsteins masse-energi-ækvivalens og kvantemekanik på atomare skalaer.
- **Max Planck** (1900) - Kvantiserede energi i stråling: E = hν (Plancks konstant)
- **Einsteins E=mc²** (1905) - Masse og energi er ækvivalente; lille masse = enorm energi
- **Niels Bohr** (1913) - Atomenerginiveauer forklarer spektrallinjer; eV bliver den naturlige enhed
- **Enrico Fermi** (1942) - Første kontrollerede nukleare kædereaktion frigiver energi på MeV-skala
- **Manhattan-projektet** (1945) - Trinity-testen demonstrerer ~22 kiloton TNT-ækvivalent (~90 TJ)
Kerneenergi validerede E=mc²: fission omdanner 0,1 % af massen til energi – millioner af gange tættere end kemiske brændstoffer.
Det moderne energilandskab (1950-nutid)
Det efterkrigstidens samfund standardiserede energienheder til forsyning, fødevarer og fysik, mens det kæmpede med fossile brændstoffer, vedvarende energi og effektivitet.
- **Standardisering af kilowatt-time** - Globale elforsyninger vedtager kWh til fakturering
- **Kaloriemærkning** (1960'erne-90'erne) - Fødevareenergi standardiseres; FDA pålægger næringsfakta (1990)
- **Fotovoltaisk revolution** (1970'erne-2020'erne) - Solpanelers effektivitet stiger fra <10 % til >20 %
- **Lithium-ion-batterier** (1991-nutid) - Energidensiteten stiger fra ~100 til 250+ Wh/kg
- **Smarte net og lagring** (2010'erne) - Realtids energistyring og net-skala batterier
Klimatidsalderen: Dekarbonisering af energisystemer
Det 21. århundrede anerkender energiens miljøomkostninger. Fokus skifter fra blot at generere energi til effektivt at generere ren energi.
- **Kulstofintensitet** - Fossile brændstoffer udleder 400-1000 g CO₂/kWh; vedvarende energi udleder <50 g CO₂/kWh i livscyklus
- **Hulleri i energilagring** - Batterier lagrer ~0,5 MJ/kg vs. benzins 46 MJ/kg; rækkeviddeangst fortsætter
- **Netintegration** - Variable vedvarende energikilder kræver lagring og efterspørgselsstyring
- **Effektivitetskrav** - LED'er (100 lm/W) vs. glødepærer (15 lm/W); varmepumper (COP > 3) vs. resistiv opvarmning
Overgangen til netto-nul kræver elektrificering af alt og at generere den elektricitet rent – en komplet energisystem-overhaling.
Nøglemilepæle i energividenskab
Energiskalaen: Fra kvantehvisken til kosmiske eksplosioner
Energi spænder over et ufatteligt område: fra enkelte fotoner til supernovaer. At forstå disse skalaer hjælper med at kontekstualisere hverdagens energiforbrug.
Kvantemekanisk og molekylær (10⁻¹⁹ til 10⁻¹⁵ J)
Typical units: eV til meV
- **Termisk energi pr. molekyle** (stuetemperatur) - ~0,04 eV (~6×10⁻²¹ J)
- **Synlig foton** - 1,8-3,1 eV (rødt til violet lys)
- **Brydning af kemisk binding** - 1-10 eV (kovalente bindinger)
- **Røntgenfoton** - 1-100 keV
Mikroskopisk og menneskelig skala (1 mJ til 1 MJ)
Typical units: mJ, J, kJ
- **Flyvende myg** - ~0,1 mJ
- **Fuld opladning af AA-batteri** - ~10 kJ (2,7 Wh)
- **En chokoladebar** - ~1 MJ (240 kcal)
- **Menneske i hvile (1 time)** - ~300 kJ (75 kcal metabolisk rate)
- **Smartphone-batteri** - ~50 kJ (14 Wh)
- **Håndgranat** - ~400 kJ
Husholdning og køretøj (1 MJ til 1 GJ)
Typical units: MJ, kWh
- **Varmt brusebad (10 min)** - 4-7 MJ (1-2 kWh)
- **Dagligt madindtag** - ~10 MJ (2.400 kcal)
- **En liter benzin** - 34 MJ (9,4 kWh)
- **Tesla Model 3-batteri** - ~216 GJ (60 kWh)
- **Dagligt forbrug i husholdningen** - 36-108 MJ (10-30 kWh)
- **En gallon benzin** - ~132 MJ (36,6 kWh)
Industriel og kommunal (1 GJ til 1 TJ)
Typical units: GJ, MWh
- **Et lynnedslag** - 1-10 GJ (varierer meget)
- **Lille biluheld (100 km/t)** - ~1 GJ (kinetisk energi)
- **Et ton TNT** - 4,184 GJ
- **Jetbrændstof (1 ton)** - ~43 GJ
- **Daglig elektricitet til en boligblok** - ~100-500 GJ
Storstilede begivenheder (1 TJ til 1 PJ)
Typical units: TJ, GWh
- **En kiloton TNT** - 4,184 TJ (Hiroshima: ~63 TJ)
- **Daglig produktion fra et lille kraftværk** - ~10 TJ (100 MW anlæg)
- **Årlig produktion fra en stor vindmøllepark** - ~1-5 PJ
- **Opsendelse af rumfærge** - ~18 TJ (brændstofenergi)
Civilisation og geofysik (1 PJ til 1 EJ)
Typical units: PJ, TWh
- **Megaton kernevåben** - 4.184 PJ (Tsar Bomba: ~210 PJ)
- **Stort jordskælv (magnitude 7)** - ~32 PJ
- **Orkan (total energi)** - ~600 PJ/dag (det meste som latent varme)
- **Årlig produktion fra Hoover Dam** - ~15 PJ (4 TWh)
- **Et lille lands årlige energiforbrug** - ~100-1.000 PJ
Planetarisk og stjerne (1 EJ til 10⁴⁴ J)
Typical units: EJ, ZJ og derover
- **USA's årlige energiforbrug** - ~100 EJ (~28.000 TWh)
- **Globalt årligt energiforbrug** - ~600 EJ (2020)
- **Krakatoa-udbrud (1883)** - ~840 PJ
- **Chicxulub-asteroidenedslag** - ~4×10²³ J (100 millioner megaton)
- **Solens daglige produktion** - ~3,3×10³¹ J
- **Supernova (Type Ia)** - ~10⁴⁴ J (foe)
Hver handling – fra en foton, der rammer dit øje, til en stjerne, der eksploderer – er en energitransformation. Vi lever i et snævert bånd: fra megajoule til gigajoule.
Energi i aktion: Anvendelser i den virkelige verden på tværs af domæner
Ernæring og stofskifte
Madmærkater angiver energi i kalorier (kcal). Din krop omdanner dette til ATP for cellulært arbejde med ~25 % effektivitet.
- **Basalstofskifte** - ~1.500-2.000 kcal/dag (6-8 MJ) for at holde sig i live
- **Maratonløb** - Forbrænder ~2.600 kcal (~11 MJ) over 3-4 timer
- **En chokoladebar** - ~250 kcal kunne drive en 60W bærbar computer i ~4,5 timer (hvis 100 % effektiv)
- **Diætmatematik** - 1 pund fedt = ~3.500 kcal underskud; 500 kcal/dag underskud = 1 pund/uge
Energistyring i hjemmet
Elregninger opkræver pr. kWh. At forstå apparaters forbrug hjælper med at reducere omkostninger og CO2-aftryk.
- **LED vs. glødepære** - 10W LED = 60W glødepære; sparer 50W × 5 t/dag = 0,25 kWh/dag = 60 kr./md.
- **Standby-forbrug** - Enheder i standby spilder ~5-10 % af husholdningens energi (~1 kWh/dag)
- **Varmepumper** - Flytter 3-4 kWh varme ved hjælp af 1 kWh elektricitet (COP > 3); resistive varmelegemer er 1:1
- **Opladning af elbil** - 60 kWh batteri til 2 kr./kWh = 120 kr. for en fuld opladning (vs. 400 kr. for tilsvarende benzin)
Transport og køretøjer
Køretøjer omdanner brændstofenergi til kinetisk energi med betydelige tab. Elbiler er 3 gange mere effektive end forbrændingsmotorer.
- **Benzinbil** - 30 % effektiv; 1 gallon (132 MJ) → 40 MJ nyttigt arbejde, 92 MJ varme
- **Elbil** - 85 % effektiv; 20 kWh (72 MJ) → 61 MJ til hjulene, 11 MJ tab
- **Regenerativ bremsning** - Genindvinder 10-25 % af den kinetiske energi tilbage til batteriet
- **Aerodynamik** - Fordobling af hastigheden firdobler den nødvendige trækkraft (P ∝ v³)
Industri og produktion
Tung industri står for ~30 % af det globale energiforbrug. Proceseffektivitet og genvinding af spildvarme er afgørende.
- **Stålproduktion** - ~20 GJ pr. ton (5.500 kWh); lysbueovne bruger skrot og mindre energi
- **Aluminiumssmeltning** - ~45-55 GJ pr. ton; derfor sparer genbrug 95 % energi
- **Datacentre** - ~200 TWh/år globalt (2020); PUE (Power Usage Effectiveness) måler effektivitet
- **Cementproduktion** - ~3-4 GJ pr. ton; står for 8 % af de globale CO₂-udledninger
Vedvarende energisystemer
Sol-, vind- og vandkraft omdanner omgivende energi til elektricitet. Kapacitetsfaktor og periodicitet former udbredelsen.
- **Solpanel** - ~20 % effektivitet; 1 m² modtager ~1 kW spids sol → 200W × 5 soltimer/dag = 1 kWh/dag
- **Vindmøllekapacitetsfaktor** - 25-45 %; 2 MW mølle × 35 % CF = 6.100 MWh/år
- **Vandkraft** - 85-90 % effektiv; 1 m³/s der falder 100m ≈ 1 MW
- **Batterilagring tur-retur-effektivitet** - 85-95 %; tab som varme under opladning/afladning
Videnskabelige og fysiske anvendelser
Fra partikelacceleratorer til laserfusion, opererer fysikforskning ved energiekstremer.
- **Large Hadron Collider** - 362 MJ lagret i strålen; protonkollisioner ved 13 TeV
- **Laserfusion** - NIF leverer ~2 MJ på nanosekunder; opnåede breakeven i 2022 (~3 MJ output)
- **Medicinske isotoper** - Cyklotroner accelererer protoner til 10-20 MeV til PET-billeddannelse
- **Kosmiske stråler** - Højeste energipartikel registreret: ~3×10²⁰ eV (~50 J i en enkelt proton!)
Enhedskatalog
Metrisk (SI)
| Enhed | Symbol | Joule | Noter |
|---|---|---|---|
| joule | J | 1 | SI-baseenhed for energi. |
| kilojoule | kJ | 1,000 | 1.000 J; praktisk til ernæring. |
| megajoule | MJ | 1,000,000 | 1.000.000 J; apparat/industriel skala. |
| gigajoule | GJ | 1.000e+9 | 1.000 MJ; stor industri/ingeniørarbejde. |
| mikrojoule | µJ | 0.000001 | Mikrojoule; sensorer og laserpulser. |
| millijoule | mJ | 0.001 | Millijoule; små pulser. |
| nanojoule | nJ | 0.000000001 | Nanojoule; mikro‑energihændelser. |
| terajoule | TJ | 1.000e+12 | 1.000 GJ; meget store udladninger. |
Imperial / US
| Enhed | Symbol | Joule | Noter |
|---|---|---|---|
| britisk termisk enhed | BTU | 1,055.06 | Britisk termisk enhed; VVS og opvarmning. |
| BTU (IT) | BTU(IT) | 1,055.06 | IT BTU-definition (≈ samme som BTU). |
| BTU (termokemisk) | BTU(th) | 1,054.35 | Termokemisk BTU-definition. |
| foot-pound force | ft·lbf | 1.35582 | Fod‑pund kraft; mekanisk arbejde. |
| inch-pound force | in·lbf | 0.112985 | Tomme‑pund kraft; drejningsmoment og arbejde. |
| million BTU | MBTU | 1.055e+9 | Million BTU; energimarkeder. |
| quad | quad | 1.055e+18 | 10¹⁵ BTU; nationale energiskalaer. |
| therm | thm | 105,506,000 | Naturgasfakturering; 100.000 BTU. |
Kalorier
| Enhed | Symbol | Joule | Noter |
|---|---|---|---|
| kalorie | cal | 4.184 | Lille kalorie; 4,184 J. |
| Kalorie (mad) | Cal | 4,184 | Madmærke ‘Kalorie’ (kcal). |
| kilokalorie | kcal | 4,184 | Kilokalorie; madkalorie. |
| kalorie (15°C) | cal₁₅ | 4.1855 | Kalorie ved 15°C. |
| kalorie (20°C) | cal₂₀ | 4.182 | Kalorie ved 20°C. |
| kalorie (IT) | cal(IT) | 4.1868 | IT kalorie (≈4,1868 J). |
| kalorie (termokemisk) | cal(th) | 4.184 | Termokemisk kalorie (4,184 J). |
Elektrisk
| Enhed | Symbol | Joule | Noter |
|---|---|---|---|
| kilowatt-time | kWh | 3,600,000 | Kilowatt‑time; forsyningsregninger og elbiler. |
| watt-time | Wh | 3,600 | Watt‑time; apparatenergi. |
| elektronvolt | eV | 1.602e-19 | Elektronvolt; partikel/fotonenergier. |
| gigaelektronvolt | GeV | 1.602e-10 | Gigaelectronvolt; højenergifysik. |
| gigawatt-time | GWh | 3.600e+12 | Gigawatt‑time; net og kraftværker. |
| kiloelektronvolt | keV | 1.602e-16 | Kiloelektronvolt; røntgenstråler. |
| megaelektronvolt | MeV | 1.602e-13 | Megaelektronvolt; kernefysik. |
| megawatt-time | MWh | 3.600e+9 | Megawatt‑time; større anlæg. |
Atomisk / Nuklear
| Enhed | Symbol | Joule | Noter |
|---|---|---|---|
| atommasseenhed | u | 1.492e-10 | Energiækvivalent af 1 u (via E=mc²). |
| Hartree-energi | Eₕ | 4.360e-18 | Hartree-energi (kvantekemi). |
| kiloton TNT | ktTNT | 4.184e+12 | Kiloton TNT; stor eksplosionsenergi. |
| megaton TNT | MtTNT | 4.184e+15 | Megaton TNT; meget stor eksplosionsenergi. |
| Rydberg-konstant | Ry | 2.180e-18 | Rydberg-energi; spektroskopi. |
| ton TNT | tTNT | 4.184e+9 | Ton TNT; eksplosivt ækvivalent. |
Videnskabelig
| Enhed | Symbol | Joule | Noter |
|---|---|---|---|
| tønde olieækvivalent | BOE | 6.120e+9 | Tønde olieækvivalent ~6,12 GJ (ca.). |
| kubikfod naturgas | cf NG | 1,055,060 | Kubikfod naturgas ~1,055 MJ (ca.). |
| dyn-centimeter | dyn·cm | 0.0000001 | Dyn‑cm; 1 dyn·cm = 10⁻⁷ J. |
| erg | erg | 0.0000001 | CGS-energi; 1 erg = 10⁻⁷ J. |
| hestekraft-time | hp·h | 2,684,520 | Hestekraft‑time; mekanisk/motorer. |
| hestekraft-time (metrisk) | hp·h(M) | 2,647,800 | Metrisk hestekraft‑time. |
| latent varme fra damp | LH | 2,257,000 | Latent fordampningsvarme for vand ≈ 2,257 MJ/kg. |
| Planck-energi | Eₚ | 1.956e+9 | Planck-energi (Eₚ) ≈ 1,96×10⁹ J (teoretisk skala). |
| ton kulækvivalent | TCE | 2.931e+10 | Ton kulækvivalent ~29,31 GJ (ca.). |
| ton olieækvivalent | TOE | 4.187e+10 | Ton olieækvivalent ~41,868 GJ (ca.). |
Ofte stillede spørgsmål
Hvad er forskellen på kW og kWh?
kW er effekt (hastighed). kWh er energi (kW × timer). Regninger bruger kWh.
Er Kalorier det samme som kcal?
Ja. En mad-‘Kalorie’ svarer til 1 kilokalorie (kcal) = 4,184 kJ.
Hvordan estimerer jeg apparatomkostninger?
Energi (kWh) × takst (pr. kWh). Eksempel: 2 kWh × 2,50 kr. = 5,00 kr.
Hvorfor så mange kalorie-definitioner?
Historiske målinger ved forskellige temperaturer førte til varianter (IT, termokemisk). For ernæring, brug kcal.
Hvornår skal jeg bruge eV i stedet for J?
eV er naturligt for atom-/partikelskalaer. Konverter til J for makroskopiske sammenhænge.
Hvad er en kapacitetsfaktor?
Faktisk energiproduktion over tid divideret med produktionen, hvis anlægget kørte på fuld effekt 100% af tiden.
Komplet Værktøjskatalog
Alle 71 værktøjer tilgængelige på UNITS