Energija — od kalorija do kilovat‑sati

Razumite energiju u svakodnevnom životu: kalorije u hrani, kWh za uređaje, BTU u grijanju i elektronvolti u fizici. Pretvarajte s povjerenjem uz jasne primjere.

Zašto se energetske jedinice kreću od kalorija u hrani do nuklearnih eksplozija

Ovaj alat pretvara između 53+ energetskih jedinica - džula, kalorija, BTU, kWh, elektronvolta i više. Bilo da izračunavate energiju hrane, račune za komunalije, zahtjeve za HVAC, potrošnju goriva ili fiziku čestica, ovaj pretvarač obrađuje sve, od molekularnih veza (elektronvolti) do energije supernove (10⁴⁴ J), uključujući kritičan odnos između energije, snage i vremena za primjene u stvarnom svijetu.

Osnove energije

Džul (J)

SI jedinica za energiju. 1 J = rad sile od 1 njutna na udaljenosti od 1 metra (1 N·m).

Što je energija?

Sposobnost obavljanja rada ili proizvodnje topline. Često se mjeri kao mehanički rad, toplina ili električna energija.

Snaga se odnosi na energiju kroz vrijeme: snaga = energija/vrijeme (W = J/s).

SI osnova: džul (J)
Električna: Wh i kWh
Prehrana: Kalorija = kilokalorija (kcal)

Svakodnevni kontekst

Računi za struju se naplaćuju u kWh; uređaji navode snagu (W) i množite je s vremenom da dobijete kWh.

Oznake na hrani koriste Kalorije (kcal). Grijanje/hlađenje često koristi BTU.

Punjenje telefona: ~10 Wh
Tuširanje (10 min, 7 kW grijač): ~1,17 kWh
Obrok: ~600–800 kcal

Znanost i mikro‑energija

Fizika čestica koristi eV za energije fotona i čestica.

Na atomskim razinama, Hartree i Rydberg energije pojavljuju se u kvantnoj mehanici.

1 eV = 1,602×10⁻¹⁹ J
Vidljivi foton: ~2–3 eV
Planckova energija je izuzetno velika (teorijska)

Brzi sažetak

Pretvarajte putem džula (J) radi jasnoće i točnosti
kWh je prikladan za kućnu energiju; kcal za prehranu
BTU je uobičajen u HVAC-u; eV u fizici

Pomoć pri pamćenju

Brza mentalna matematika

kWh ↔ MJ

1 kWh = 3,6 MJ točno. Pomnožite s 3,6 ili podijelite s 3,6.

kcal ↔ kJ

1 kcal ≈ 4,2 kJ. Zaokružite na 4 za brze procjene.

BTU ↔ kJ

1 BTU ≈ 1,055 kJ. Otprilike 1 BTU ≈ 1 kJ za procjene.

Wh ↔ J

1 Wh = 3.600 J. Mislite: 1 vat za 1 sat = 3.600 sekundi.

Kalorije u hrani

1 Cal (hrana) = 1 kcal = 4,184 kJ. Veliko 'C' znači kilokalorija!

kW × sati → kWh

Snaga × Vrijeme = Energija. 2 kW grijač × 3 sata = 6 kWh potrošeno.

Vizualne reference za energiju

Scenario	Energy	Visual Reference
LED žarulja (10 W, 10 sati)	100 Wh (0,1 kWh)	Košta ~$0,01 po tipičnim cijenama
Puno punjenje pametnog telefona	10-15 Wh	Dovoljno za punjenje ~60-90 puta iz 1 kWh
Kriška kruha	80 kcal (335 kJ)	Mogla bi napajati žarulju od 100 W oko 1 sat
Vrući tuš (10 min)	1-2 kWh	Ista energija kao rad vašeg hladnjaka jedan dan
Puni obrok	600 kcal (2,5 MJ)	Dovoljno energije da se automobil podigne 1 metar od tla
Baterija električnog automobila (60 kWh)	216 MJ	Isto kao 30.000 kalorija hrane ili 20 dana jela
Litra benzina	34 MJ (9,4 kWh)	Ali motori gube 70% kao toplinu!
Munja	1-5 GJ	Zvuči ogromno, ali napaja kuću samo nekoliko sati

Uobičajene zamke

Miješanje kW i kWh
Fix: kW je snaga (stopa), kWh je energija (količina). Grijač od 2 kW koji radi 3 sata koristi 6 kWh.
Kalorija vs. kalorija
Fix: Oznake na hrani koriste 'Kalorija' (veliko K) = kilokalorija = 1.000 kalorija (malo k). 1 Cal = 1 kcal = 4,184 kJ.
Ignoriranje učinkovitosti
Fix: Benzin ima 9,4 kWh/litru, ali motori su samo 25-30% učinkoviti. Stvarna korisna energija je ~2,5 kWh/litru!
mAh baterije bez napona
Fix: 10.000 mAh ne znači ništa bez napona! Na 3,7V: 10.000 mAh × 3,7V ÷ 1000 = 37 Wh.
Miješanje računa za energiju i snagu
Fix: Računi za struju naplaćuju po kWh (energija), ne po kW (snaga). Vaša cijena je kn/kWh, ne kn/kW.
Zaboravljanje vremena u proračunima energije
Fix: Snaga × Vrijeme = Energija. Rad grijača od 1.500 W 2 sata = 3 kWh, a ne 1,5 kWh!

Gdje se svaka jedinica uklapa

Dom i aparati

Električna energija se naplaćuje u kWh; procijenite potrošnju pomoću formule snaga × vrijeme.

LED žarulja 10 W × 5 h ≈ 0,05 kWh
Pećnica 2 kW × 1 h = 2 kWh
Mjesečni račun zbraja sve uređaje

Hrana i prehrana

Kalorije na oznakama su kilokalorije (kcal) i često su uparene s kJ.

1 kcal = 4,184 kJ
Dnevni unos ~2.000–2.500 kcal
kcal i Cal (hrana) su isto

Grijanje i goriva

BTU, termi i ekvivalenti goriva (BOE/TOE) se pojavljuju u HVAC-u i na tržištima energije.

1 term = 100.000 BTU
Prirodni plin i nafta koriste standardizirane ekvivalente
kWh ↔ BTU pretvorbe su uobičajene

Kako pretvorbe rade

Metoda osnovne jedinice

Pretvorite u džule (J), a zatim iz J u ciljanu jedinicu. Brzi faktori: kWh × 3,6 → MJ; kcal × 4184 → J; BTU × 1055,06 → J.

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

Uobičajene pretvorbe

Iz	U	Faktor	Primjer
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

Brzi primjeri

1 kWh → J→= 3.600.000 J

650 kcal → kJ→≈ 2.719,6 kJ

10.000 BTU → kWh→≈ 2,93 kWh

5 eV → J→≈ 8,01×10⁻¹⁹ J

Brza referenca

Brza matematika za troškove uređaja

Energija (kWh) × cijena po kWh

Primjer: 2 kWh × 1,5 kn = 3 kn
1.000 W × 3 h = 3 kWh

Baterijski šalabahter

mAh × V ÷ 1000 ≈ Wh

10.000 mAh × 3,7 V ≈ 37 Wh
Wh ÷ W uređaja ≈ vrijeme rada (sati)

Brza matematika za CO₂

Procijenite emisije od upotrebe električne energije

CO₂ = kWh × intenzitet mreže
Primjer: 5 kWh × 400 gCO₂/kWh = 2.000 g (2 kg)
Niskougljična mreža (100 g/kWh) smanjuje ovo za 75%

Greške snaga vs. energija

Uobičajene zabune

kW je snaga (stopa); kWh je energija (količina)
Grijač od 2 kW za 3 h koristi 6 kWh
Računi koriste kWh; pločice uređaja pokazuju W/kW

Uvod u obnovljive izvore

Osnove solara i vjetra

Obnovljivi izvori generiraju snagu (kW) koja se vremenom integrira u energiju (kWh).

Proizvodnja varira s vremenom; dugoročni prosjeci su bitni.

Faktor kapaciteta: % maksimalne proizvodnje tijekom vremena
Krovni solarni: ~900–1.400 kWh/kW·god (ovisno o lokaciji)
Vjetroelektrane: faktor kapaciteta često 25–45%

Skladištenje i prebacivanje

Baterije skladište višak i prebacuju energiju za vrijeme kada je potrebna.

Kapacitet u kWh naspram snage u kW je bitan
Povratna učinkovitost < 100% (gubici)
Tarife po vremenu korištenja potiču prebacivanje

Šalabahter za gustoću energije

Izvor	Po masi	Po volumenu	Napomene
Benzin	~46 MJ/kg (~12,8 kWh/kg)	~34 MJ/L (~9,4 kWh/L)	Približno; ovisno o smjesi
Dizel	~45 MJ/kg	~36 MJ/L	Nešto veća volumetrijska gustoća od benzina
Mlazno gorivo	~43 MJ/kg	~34 MJ/L	Raspon kerozina
Etanol	~30 MJ/kg	~24 MJ/L	Niže od benzina
Vodik (700 bar)	~120 MJ/kg	~5–6 MJ/L	Visoko po masi, nisko po volumenu
Prirodni plin (STP)	~55 MJ/kg	~0,036 MJ/L	Komprimirani/LNG mnogo veća volumetrijska gustoća
Litij-ionska baterija	~0,6–0,9 MJ/kg (160–250 Wh/kg)	~1,4–2,5 MJ/L	Ovisno o kemiji
Olovna-kiselinska baterija	~0,11–0,18 MJ/kg	~0,3–0,5 MJ/L	Niska gustoća, jeftino
Drvo (suho)	~16 MJ/kg	Varira	Ovisno o vrsti i vlažnosti

Usporedba energije kroz skale

Primjena	Džuli (J)	kWh	kcal	BTU
Jedan foton (vidljivi)	~3×10⁻¹⁹	~10⁻²²	~7×10⁻²⁰	~3×10⁻²²
Jedan elektronvolt	1,6×10⁻¹⁹	4,5×10⁻²³	3,8×10⁻²⁰	1,5×10⁻²²
Mrav podiže zrno	~10⁻⁶	~10⁻⁹	~2×10⁻⁷	~10⁻⁹
AA baterija	9.360	0,0026	2,2	8,9
Punjenje pametnog telefona	50.000	0,014	12	47
Kriška kruha	335.000	0,093	80	318
Puni obrok	2.500.000	0,69	600	2.370
Vrući tuš (10 min)	5,4 MJ	1,5	1.290	5.120
Dnevni unos hrane	10 MJ	2,8	2.400	9.480
Litra benzina	34 MJ	9,4	8.120	32.200
Tesla baterija (60 kWh)	216 MJ	60	51.600	205.000
Munja	1-5 GJ	300-1.400	240k-1,2M	950k-4,7M
Tona TNT-a	4,184 GJ	1.162	1.000.000	3,97M
Bomba u Hirošimi	63 TJ	17,5M	15 milijardi	60 milijardi

Svakodnevni standardi

Stvar	Tipična energija	Napomene
Puno punjenje telefona	~10–15 Wh	~36–54 kJ
Baterija prijenosnog računala	~50–100 Wh	~0,18–0,36 MJ
1 kriška kruha	~70–100 kcal	~290–420 kJ
Vrući tuš (10 min)	~1–2 kWh	Snaga × vrijeme
Grijalica (1 h)	1–2 kWh	Prema postavci snage
Benzin (1 L)	~34 MJ	Donja ogrjevna vrijednost (približno)

Nevjerojatne činjenice o energiji

Baterija EV-a vs. kuća

Tesla baterija od 60 kWh pohranjuje istu energiju koju tipična kuća koristi za 2-3 dana — zamislite da nosite struju za 3 dana u svom automobilu!

Misteriozni term

Term je 100.000 BTU (29,3 kWh). Računi za prirodni plin koriste terme jer je lakše reći '50 terma' nego '5 milijuna BTU'!

Trik s velikim slovom za kalorije

Oznake na hrani koriste 'Kalorija' (veliko K) što je zapravo kilokalorija! Tako da onaj kolačić od 200 kalorija zapravo ima 200.000 kalorija (malo k).

Prljava tajna benzina

1 litra benzina ima 9,4 kWh energije, ali motori gube 70% kao toplinu! Samo ~2,5 kWh zapravo pokreće vaš automobil. EV-ovi gube samo ~10-15%.

Standard od 1 kWh

1 kWh može: napajati žarulju od 100W 10 sati, napuniti 100 pametnih telefona, ispeći 140 kriški kruha, ili održavati vaš hladnjak u radu 24 sata!

Magija regenerativnog kočenja

EV-ovi vraćaju 15-25% energije tijekom kočenja pretvarajući motor u generator. To je besplatna energija iz potrošene kinetičke energije!

E=mc² je zapanjujuće

Vaše tijelo ima dovoljno masene energije (E=mc²) da napaja sve gradove na Zemlji tjedan dana! Ali pretvaranje mase u energiju zahtijeva nuklearne reakcije.

Raketno gorivo vs. hrana

Funta za funtu, raketno gorivo ima 10 puta više energije od čokolade. Ali ne možete jesti raketno gorivo — kemijska energija ≠ metabolička energija!

Rekordi i ekstremi

Rekord	Energija	Napomene
Dnevna upotreba u kućanstvu	~10–30 kWh	Varira ovisno o klimi i aparatima
Munja	~1–10 GJ	Vrlo varijabilno
1 megaton TNT-a	4,184 PJ	Eksplozivni ekvivalent

Otkriće energije: od drevne vatre do moderne fizike

Drevna energija: vatra, hrana i mišićna snaga

Tisućljećima su ljudi razumjeli energiju samo kroz njezine učinke: toplinu od vatre, snagu od hrane i moć vode i vjetra. Energija je bila praktična stvarnost bez teorijskog razumijevanja.

**Ovladavanje vatrom** (~400.000 pr. Kr.) - Ljudi koriste kemijsku energiju za toplinu i svjetlost
**Vodeni kotači** (~300 pr. Kr.) - Grci i Rimljani pretvaraju kinetičku energiju u mehanički rad
**Vjetrenjače** (~600. g. n. e.) - Perzijanci hvataju energiju vjetra za mljevenje žita
**Razumijevanje prehrane** (antika) - Hrana kao 'gorivo' za ljudsku aktivnost, iako mehanizam nije bio poznat

Ove praktične primjene su prethodile bilo kojoj znanstvenoj teoriji tisućama godina. Energija je bila poznata kroz iskustvo, a ne jednadžbe.

Mehaničko doba: para, rad i učinkovitost (1600.-1850.)

Industrijska revolucija je zahtijevala bolje razumijevanje kako se toplina pretvara u rad. Inženjeri su mjerili učinkovitost motora, što je dovelo do rođenja termodinamike.

**Poboljšanja parnog stroja Jamesa Watta** (1769.) - Kvantificirao izlazni rad, uveo konjsku snagu
**Teorija toplinskog stroja Sadija Carnota** (1824.) - Dokazao teorijske granice pretvaranja topline u rad
**Julius von Mayer** (1842.) - Predložio mehanički ekvivalent topline: toplina i rad su zamjenjivi
**Eksperimenti Jamesa Joulea** (1843.-1850.) - Precizno izmjerio: 1 kalorija = 4,184 džula mehaničkog rada

Jouleovi eksperimenti su dokazali očuvanje energije: mehanički rad, toplina i električna energija su različiti oblici iste stvari.

Ujedinjena energija: očuvanje i oblici (1850.-1900.)

19. stoljeće je sintetiziralo različita zapažanja u jedan koncept: energija se čuva, transformirajući se između oblika, ali se nikada ne stvara niti uništava.

**Hermann von Helmholtz** (1847.) - Formalizirao zakon o očuvanju energije
**Rudolf Clausius** (1850-ih) - Uveo entropiju, pokazujući da se kvaliteta energije smanjuje
**James Clerk Maxwell** (1865.) - Ujedinio električnu energiju i magnetizam, pokazujući da svjetlost nosi energiju
**Ludwig Boltzmann** (1877.) - Povezao energiju s atomskim kretanjem putem statističke mehanike

Do 1900. godine, energija se shvaćala kao središnja valuta fizike – transformirajući se, ali očuvana u svim prirodnim procesima.

Kvantno i atomsko doba: E=mc² i subatomske skale (1900.-1945.)

20. stoljeće je otkrilo energiju na ekstremima: Einsteinova ekvivalencija mase i energije i kvantna mehanika na atomskim skalama.

**Max Planck** (1900.) - Kvantizirao energiju u zračenju: E = hν (Planckova konstanta)
**Einsteinov E=mc²** (1905.) - Masa i energija su ekvivalentne; mala masa = ogromna energija
**Niels Bohr** (1913.) - Atomski energetski nivoi objašnjavaju spektralne linije; eV postaje prirodna jedinica
**Enrico Fermi** (1942.) - Prva kontrolirana nuklearna lančana reakcija oslobađa energiju na skali MeV
**Projekt Manhattan** (1945.) - Trinity test demonstrira ~22 kilotona TNT ekvivalenta (~90 TJ)

Nuklearna energija je potvrdila E=mc²: fisija pretvara 0,1% mase u energiju – milijunima puta gušće od kemijskih goriva.

Moderni energetski krajolik (1950.-danas)

Poslijeratno društvo je standardiziralo energetske jedinice za komunalije, hranu i fiziku, dok se borilo s fosilnim gorivima, obnovljivim izvorima i učinkovitošću.

**Standardizacija kilovat-sata** - Globalne elektroprivrede usvajaju kWh za naplatu
**Označavanje kalorija** (1960-ih-90-ih) - Energija hrane standardizirana; FDA nalaže nutritivne činjenice (1990.)
**Fotonaponska revolucija** (1970-ih-2020-ih) - Učinkovitost solarnih panela raste s <10% na >20%
**Litij-ionske baterije** (1991.-danas) - Gustoća energije raste s ~100 na 250+ Wh/kg
**Pametne mreže i skladištenje** (2010-ih) - Upravljanje energijom u stvarnom vremenu i baterije na mrežnoj skali

Klimatsko doba: dekarbonizacija energetskih sustava

21. stoljeće prepoznaje ekološki trošak energije. Fokus se pomiče s pukog generiranja energije na učinkovito generiranje čiste energije.

**Intenzitet ugljika** - Fosilna goriva emitiraju 400-1000 g CO₂/kWh; obnovljivi izvori emitiraju <50 g CO₂/kWh tijekom životnog ciklusa
**Praznine u skladištenju energije** - Baterije skladište ~0,5 MJ/kg u usporedbi s 46 MJ/kg benzina; anksioznost dometa opstaje
**Integracija u mrežu** - Varijabilni obnovljivi izvori zahtijevaju skladištenje i odgovor na potražnju
**Imperativi učinkovitosti** - LED (100 lm/W) vs. žarulje sa žarnom niti (15 lm/W); toplinske crpke (COP > 3) vs. otporno grijanje

Prelazak na neto nulu zahtijeva elektrifikaciju svega i čisto generiranje te električne energije – potpuni remont energetskog sustava.

Ključne prekretnice u znanosti o energiji

1807.

Thomas Young prvi put kuje termin 'energija' u modernom znanstvenom smislu

1824.

Sadi Carnot objavljuje teoriju toplinskog stroja, osnivajući termodinamiku

1842.

Julius von Mayer predlaže mehanički ekvivalent topline

1843.-50.

James Joule uspostavlja mehanički ekvivalent topline, dokazujući očuvanje energije

1847.

Hermann von Helmholtz formalizira zakon o očuvanju energije

1882.

Edisonova postaja Pearl Street počinje prodavati električnu energiju, stvarajući potrebu za jedinicama za naplatu energije

1889.

Kilovat-sat (kWh) standardiziran za naplatu električne energije širom svijeta

1896.

Kalorija definirana kao energija potrebna da se 1 gram vode zagrije za 1°C (kasnije precizirana na 4,184 J)

1900.

Max Planck kvantizira energiju: E = hν, osnivajući kvantnu mehaniku

1905.

Einstein objavljuje E=mc², pokazujući ekvivalenciju mase i energije

1932.

Elektronvolt (eV) uveden za skale energije u atomskoj i čestičnoj fizici

1942.

Enrico Fermi postiže prvu kontroliranu nuklearnu lančanu reakciju

1945.

Trinity test demonstrira nuklearnu energiju; TNT ekvivalent postaje standard (Hirošima: ~15 kilotona)

1954.

Prva nuklearna elektrana (Obninsk, SSSR) generira električnu energiju iz fisije

1990.

FDA nalaže oznake s nutritivnim činjenicama s energijom u Kalorijama (kcal)

1991.

Sony komercijalizira litij-ionske baterije; počinje revolucija punjivog skladištenja energije

2000-ih

Gustoća energije litij-ionskih baterija dostiže praktične razine (100-250 Wh/kg), omogućavajući revoluciju EV-ova

2015.

Pariški sporazum cilja na neto nulte emisije; energetska tranzicija se ubrzava

2022.

NIF postiže fuzijsko paljenje: energetski dobitak iz fuzijske reakcije

Skala energije: od kvantnih šapata do kozmičkih eksplozija

Energija obuhvaća neshvatljiv raspon: od pojedinačnih fotona do supernova. Razumijevanje ovih skala pomaže u kontekstualizaciji svakodnevne upotrebe energije.

Kvantna i molekularna (10⁻¹⁹ do 10⁻¹⁵ J)

Typical units: eV do meV

**Toplinska energija po molekuli** (sobna temperatura) - ~0,04 eV (~6×10⁻²¹ J)
**Vidljivi foton** - 1,8-3,1 eV (od crvene do ljubičaste svjetlosti)
**Prekidanje kemijske veze** - 1-10 eV (kovalentne veze)
**Rendgenski foton** - 1-100 keV

Mikroskopska i ljudska skala (1 mJ do 1 MJ)

Typical units: mJ, J, kJ

**Leteći komarac** - ~0,1 mJ
**Puno punjenje AA baterije** - ~10 kJ (2,7 Wh)
**Čokoladica** - ~1 MJ (240 kcal)
**Čovjek u mirovanju (1 sat)** - ~300 kJ (75 kcal metabolička stopa)
**Baterija pametnog telefona** - ~50 kJ (14 Wh)
**Ručna granata** - ~400 kJ

Kućanstvo i vozilo (1 MJ do 1 GJ)

Typical units: MJ, kWh

**Vrući tuš (10 min)** - 4-7 MJ (1-2 kWh)
**Dnevni unos hrane** - ~10 MJ (2.400 kcal)
**Litra benzina** - 34 MJ (9,4 kWh)
**Tesla Model 3 baterija** - ~216 GJ (60 kWh)
**Dnevna upotreba u kućanstvu** - 36-108 MJ (10-30 kWh)
**Galon benzina** - ~132 MJ (36,6 kWh)

Industrijska i općinska (1 GJ do 1 TJ)

Typical units: GJ, MWh

**Munja** - 1-10 GJ (jako varira)
**Sudar malog automobila (100 km/h)** - ~1 GJ (kinetička energija)
**Tona TNT-a** - 4,184 GJ
**Mlazno gorivo (1 tona)** - ~43 GJ
**Dnevna električna energija gradskog bloka** - ~100-500 GJ

Događaji velikih razmjera (1 TJ do 1 PJ)

Typical units: TJ, GWh

**Kilotona TNT-a** - 4,184 TJ (Hirošima: ~63 TJ)
**Dnevna proizvodnja male elektrane** - ~10 TJ (100 MW elektrana)
**Godišnja proizvodnja velike vjetroelektrane** - ~1-5 PJ
**Lansiranje svemirskog šatla** - ~18 TJ (energija goriva)

Civilizacija i geofizika (1 PJ do 1 EJ)

Typical units: PJ, TWh

**Megatonsko nuklearno oružje** - 4.184 PJ (Car Bomba: ~210 PJ)
**Veliki potres (magnituda 7)** - ~32 PJ
**Uragan (ukupna energija)** - ~600 PJ/dan (većina kao latentna toplina)
**Godišnja proizvodnja Hooverove brane** - ~15 PJ (4 TWh)
**Godišnja potrošnja energije male zemlje** - ~100-1.000 PJ

Planetarna i zvjezdana (1 EJ do 10⁴⁴ J)

Typical units: EJ, ZJ, i dalje

**Godišnja potrošnja energije u SAD-u** - ~100 EJ (~28.000 TWh)
**Globalna godišnja potrošnja energije** - ~600 EJ (2020)
**Erupcija Krakatoa (1883)** - ~840 PJ
**Udar asteroida Chicxulub** - ~4×10²³ J (100 milijuna megatona)
**Dnevna proizvodnja Sunca** - ~3,3×10³¹ J
**Supernova (Tip Ia)** - ~10⁴⁴ J (foe)

Perspective

Svaka akcija – od fotona koji udara u vaše oko do eksplozije zvijezde – je transformacija energije. Živimo u uskom pojasu: od megadžula do gigadžula.

Energija u akciji: Primjene u stvarnom svijetu kroz domene

Prehrana i metabolizam

Oznake na hrani navode energiju u Kalorijama (kcal). Vaše tijelo ovo pretvara u ATP za stanični rad s ~25% učinkovitosti.

**Bazalna metabolička stopa** - ~1.500-2.000 kcal/dan (6-8 MJ) da biste ostali živi
**Trčanje maratona** - Sagorijeva ~2.600 kcal (~11 MJ) tijekom 3-4 sata
**Čokoladica** - ~250 kcal bi moglo napajati prijenosno računalo od 60W oko ~4,5 sata (ako je 100% učinkovito)
**Matematika dijete** - 1 funta masti = ~3.500 kcal deficit; 500 kcal/dan deficit = 1 funta/tjedan

Upravljanje energijom u kući

Računi za struju naplaćuju po kWh. Razumijevanje potrošnje uređaja pomaže u smanjenju troškova i ugljičnog otiska.

**LED vs. žarulja sa žarnom niti** - 10W LED = 60W žarulja sa žarnom niti; štedi 50W × 5 sati/dan = 0,25 kWh/dan = 9 €/mjesec
**Fantomska opterećenja** - Uređaji u stanju pripravnosti troše ~5-10% kućne energije (~1 kWh/dan)
**Toplinske crpke** - Pomjeraju 3-4 kWh topline koristeći 1 kWh električne energije (COP > 3); otporni grijači su 1:1
**Punjenje električnog automobila** - 60 kWh baterija po 0,15 €/kWh = 9 € za puno punjenje (u usporedbi s 40 € za ekvivalent benzina)

Prijevoz i vozila

Vozila pretvaraju energiju goriva u kinetičku energiju sa značajnim gubicima. EV-ovi su 3 puta učinkovitiji od motora s unutarnjim izgaranjem.

**Benzinski automobil** - 30% učinkovit; 1 galon (132 MJ) → 40 MJ korisnog rada, 92 MJ topline
**Električni automobil** - 85% učinkovit; 20 kWh (72 MJ) → 61 MJ do kotača, 11 MJ gubitaka
**Regenerativno kočenje** - Vraća 10-25% kinetičke energije natrag u bateriju
**Aerodinamika** - Udvostručavanje brzine četverostruko povećava potrebnu snagu otpora (P ∝ v³)

Industrija i proizvodnja

Teška industrija čini ~30% globalne potrošnje energije. Učinkovitost procesa i povrat otpadne topline su ključni.

**Proizvodnja čelika** - ~20 GJ po toni (5.500 kWh); elektrolučne peći koriste otpad i manje energije
**Topljenje aluminija** - ~45-55 GJ po toni; zato recikliranje štedi 95% energije
**Podatkovni centri** - ~200 TWh/god globalno (2020); PUE (Učinkovitost korištenja energije) mjeri učinkovitost
**Proizvodnja cementa** - ~3-4 GJ po toni; čini 8% globalnih emisija CO₂

Sustavi obnovljive energije

Solarna, vjetro i hidro energija pretvaraju ambijentalnu energiju u električnu energiju. Faktor kapaciteta i isprekidanost oblikuju implementaciju.

**Solarni panel** - ~20% učinkovitosti; 1 m² prima ~1 kW vršnog sunca → 200W × 5 sunčanih sati/dan = 1 kWh/dan
**Faktor kapaciteta vjetroturbine** - 25-45%; 2 MW turbina × 35% CF = 6.100 MWh/godinu
**Hidroelektrana** - 85-90% učinkovita; 1 m³/s koji pada 100m ≈ 1 MW
**Povratna učinkovitost skladištenja u baterijama** - 85-95%; gubici kao toplina tijekom punjenja/pražnjenja

Znanstvene i fizičke primjene

Od akceleratora čestica do laserske fuzije, fizička istraživanja rade na energetskim ekstremima.

**Veliki hadronski sudarač** - 362 MJ pohranjeno u snopu; sudari protona na 13 TeV
**Laserska fuzija** - NIF isporučuje ~2 MJ u nanosekundama; postigao rentabilnost 2022. (~3 MJ izlaz)
**Medicinski izotopi** - Ciklotroni ubrzavaju protone do 10-20 MeV za PET snimanje
**Kozmičke zrake** - Najenergetskija čestica otkrivena: ~3×10²⁰ eV (~50 J u jednom protonu!)

Katalog jedinica

Metrički (SI)

Jedinica	Simbol	Džuli	Napomene
džul	J	1	SI osnovna jedinica energije.
kilodžul	kJ	1,000	1.000 J; korisno za prehranu.
megadžul	MJ	1,000,000	1.000.000 J; skala uređaja/industrijska.
gigadžul	GJ	1.000e+9	1.000 MJ; velika industrijska/inženjerska.
mikrodžul	µJ	0.000001	Mikrodžul; senzori i laserski impulsi.
milidžul	mJ	0.001	Milidžul; mali impulsi.
nanodžul	nJ	0.000000001	Nanodžul; mikro‑energetski događaji.
teradžul	TJ	1.000e+12	1.000 GJ; vrlo velika oslobađanja.

Imperijalni / SAD

Jedinica	Simbol	Džuli	Napomene
britanska toplinska jedinica	BTU	1,055.06	Britanska toplinska jedinica; HVAC i grijanje.
BTU (IT)	BTU(IT)	1,055.06	IT BTU definicija (≈ isto kao BTU).
BTU (termokemijski)	BTU(th)	1,054.35	Termokemijska definicija BTU.
stopa-funta sila	ft·lbf	1.35582	Stopa‑funta sila; mehanički rad.
inč-funta sila	in·lbf	0.112985	Inč‑funta sila; okretni moment i rad.
milijun BTU	MBTU	1.055e+9	Milijun BTU; tržišta energije.
quad	quad	1.055e+18	10¹⁵ BTU; nacionalne energetske skale.
term	thm	105,506,000	Naplata prirodnog plina; 100.000 BTU.

Kalorije

Jedinica	Simbol	Džuli	Napomene
kalorija	cal	4.184	Mala kalorija; 4,184 J.
Kalorija (hrana)	Cal	4,184	Oznaka ‘Kalorija’ na hrani (kcal).
kilokalorija	kcal	4,184	Kilokalorija; kalorija hrane.
kalorija (15°C)	cal₁₅	4.1855	Kalorija na 15°C.
kalorija (20°C)	cal₂₀	4.182	Kalorija na 20°C.
kalorija (IT)	cal(IT)	4.1868	IT kalorija (≈4,1868 J).
kalorija (termokemijska)	cal(th)	4.184	Termokemijska kalorija (4,184 J).

Električni

Jedinica	Simbol	Džuli	Napomene
kilovat-sat	kWh	3,600,000	Kilovat‑sat; računi za komunalije i EV-ovi.
vat-sat	Wh	3,600	Vat‑sat; energija uređaja.
elektronvolt	eV	1.602e-19	Elektronvolt; energije čestica/fotona.
gigaelektronvolt	GeV	1.602e-10	Gigaelektronvolt; fizika visokih energija.
gigavat-sat	GWh	3.600e+12	Gigavat‑sat; mreže i elektrane.
kiloelektronvolt	keV	1.602e-16	Kiloelektronvolt; rendgenske zrake.
megaelektronvolt	MeV	1.602e-13	Megaelektronvolt; nuklearna fizika.
megavat-sat	MWh	3.600e+9	Megavat‑sat; veći objekti.

Atomski / Nuklearni

Jedinica	Simbol	Džuli	Napomene
jedinica atomske mase	u	1.492e-10	Energetski ekvivalent 1 u (putem E=mc²).
Hartree energija	Eₕ	4.360e-18	Hartree energija (kvantna kemija).
kilotona TNT-a	ktTNT	4.184e+12	Kilotona TNT-a; energija velike eksplozije.
megatona TNT-a	MtTNT	4.184e+15	Megatona TNT-a; energija vrlo velike eksplozije.
Rydbergova konstanta	Ry	2.180e-18	Rydberg energija; spektroskopija.
tona TNT-a	tTNT	4.184e+9	Tona TNT-a; eksplozivni ekvivalent.

Znanstveni

Jedinica	Simbol	Džuli	Napomene
barel ekvivalenta nafte	BOE	6.120e+9	Barel ekvivalenta nafte ~6,12 GJ (približno).
kubična stopa prirodnog plina	cf NG	1,055,060	Kubna stopa prirodnog plina ~1,055 MJ (približno).
din-centimetar	dyn·cm	0.0000001	Din‑cm; 1 dyn·cm = 10⁻⁷ J.
erg	erg	0.0000001	Erg; CGS energija; 1 erg = 10⁻⁷ J.
konjska snaga-sat	hp·h	2,684,520	Konjska snaga‑sat; mehanički/motori.
konjska snaga-sat (metrički)	hp·h(M)	2,647,800	Metrička konjska snaga‑sat.
latentna toplina pare	LH	2,257,000	Latentna toplina isparavanja vode ≈ 2,257 MJ/kg.
Planckova energija	Eₚ	1.956e+9	Planckova energija (Eₚ) ≈ 1,96×10⁹ J (teorijska skala).
tona ekvivalenta ugljena	TCE	2.931e+10	Tona ekvivalenta ugljena ~29,31 GJ (približno).
tona ekvivalenta nafte	TOE	4.187e+10	Tona ekvivalenta nafte ~41,868 GJ (približno).

Često postavljana pitanja

Koja je razlika između kW i kWh?

kW je snaga (stopa). kWh je energija (kW × sati). Računi koriste kWh.

Jesu li Kalorije isto što i kcal?

'Kalorija' u hrani jednaka je 1 kilokaloriji (kcal) = 4,184 kJ.

Kako da procijenim trošak uređaja?

Energija (kWh) × tarifa (po kWh). Primjer: 2 kWh × 1,5 kn = 3 kn.

Zašto postoji toliko definicija kalorije?

Povijesna mjerenja na različitim temperaturama dovela su do varijanti (IT, termokemijska). Za prehranu, koristite kcal.

Kada trebam koristiti eV umjesto J?

eV je prirodan za atomske/čestične skale. Pretvorite u J za makroskopske kontekste.

Što je faktor kapaciteta?

Stvarna proizvodnja energije tijekom vremena podijeljena s proizvodnjom da je postrojenje radilo punom snagom 100% vremena.

Potpuni Direktorij Alata

Svi 71 alati dostupni na UNITS

▼Pretvarači

Duljina Težina i Masa Temperatura Volumen Površina Vrijeme Valuta Brzina Potrošnja Goriva Ubrzanje Sila Okretni Moment

▼Kalkulatori

BMI Kalorije BMR Makrosi Tjelesna Masnoća Idealna Težina Hipoteka Zajam Auto Kredit Investicije Složena Kamata Cilj Štednje

▼Alati

Muzej Jedinica Prilagođene Jedinice

▼Dodatno

Dvoboj Jedinica

Pretvarač Energije