Energia — od kalórií po kilowatthodiny

Pochopte energiu v každodennom živote: kalórie v jedle, kWh spotrebičov, BTU vo vykurovaní a elektrónvolty vo fyzike. Prepočítavajte s istotou pomocou jasných príkladov.

Prečo sa jednotky energie pohybujú od kalórií v jedle po jadrové výbuchy

Tento nástroj prepočítava medzi 53+ jednotkami energie - jouly, kalórie, BTU, kWh, elektrónvolty a ďalšie. Či už počítate energiu v jedle, účty za energie, požiadavky na HVAC, spotrebu paliva alebo časticovú fyziku, tento prevodník zvládne všetko od molekulárnych väzieb (elektrónvolty) po energiu supernovy (10⁴⁴ J), vrátane kritického vzťahu medzi energiou, výkonom a časom pre aplikácie v reálnom svete.

Základy energie

Joule (J)

Jednotka SI pre energiu. 1 J = práca sily 1 newton na dráhe 1 meter (1 N·m).

Čo je energia?

Schopnosť konať prácu alebo produkovať teplo. Často sa meria ako mechanická práca, teplo alebo elektrická energia.

Výkon sa vzťahuje k energii cez čas: výkon = energia/čas (W = J/s).

Základ SI: joule (J)
Elektrická: Wh a kWh
Výživa: Kalória = kilokalória (kcal)

Každodenný kontext

Účty za elektrinu sa účtujú v kWh; spotrebiče uvádzajú výkon (W) a vy ho vynásobíte časom, aby ste dostali kWh.

Etikety na potravinách používajú Kalórie (kcal). Vykurovanie/chladenie často používa BTU.

Nabíjanie telefónu: ~10 Wh
Sprcha (10 min, 7 kW ohrievač): ~1.17 kWh
Jedlo: ~600–800 kcal

Veda a mikroenergia

Časticová fyzika používa eV pre energie fotónov a častíc.

Na atómových škálach sa v kvantovej mechanike objavujú energie Hartree a Rydberg.

1 eV = 1.602×10⁻¹⁹ J
Viditeľný fotón: ~2–3 eV
Planckova energia je extrémne veľká (teoretická)

Rýchle zhrnutie

Prepočítavajte cez jouly (J) pre jasnosť a presnosť
kWh je vhodná pre domácu energiu; kcal pre výživu
BTU je bežná v HVAC; eV vo fyzike

Pamäťové pomôcky

Rýchle počítanie z hlavy

kWh ↔ MJ

1 kWh = 3.6 MJ presne. Vynásobte 3.6 alebo vydelte 3.6.

kcal ↔ kJ

1 kcal ≈ 4.2 kJ. Pre rýchle odhady zaokrúhlite na 4.

BTU ↔ kJ

1 BTU ≈ 1.055 kJ. Pre odhady približne 1 BTU ≈ 1 kJ.

Wh ↔ J

1 Wh = 3,600 J. Pomyslite si: 1 watt po dobu 1 hodiny = 3,600 sekúnd.

Potravinové kalórie

1 Cal (potravina) = 1 kcal = 4.184 kJ. Veľké písmeno 'C' znamená kilokalória!

kW × hodiny → kWh

Výkon × Čas = Energia. 2 kW ohrievač × 3 hodiny = 6 kWh spotrebovanej energie.

Vizuálne referencie energie

Scenario	Energy	Visual Reference
LED žiarovka (10 W, 10 hodín)	100 Wh (0.1 kWh)	Stojí ~$0.01 pri bežných sadzbách
Plné nabitie smartfónu	10-15 Wh	Dosť na ~60-90 nabití z 1 kWh
Krajec chleba	80 kcal (335 kJ)	Mohol by napájať 100W žiarovku približne 1 hodinu
Horúca sprcha (10 min)	1-2 kWh	Rovnaká energia ako prevádzka vašej chladničky jeden deň
Plnohodnotné jedlo	600 kcal (2.5 MJ)	Dostatok energie na zdvihnutie auta 1 meter nad zem
Batéria elektrického auta (60 kWh)	216 MJ	Rovnako ako 30,000 potravinových Kalórií alebo 20 dní jedenia
Liter benzínu	34 MJ (9.4 kWh)	Ale motory strácajú 70% ako teplo!
Blesk	1-5 GJ	Znie to obrovsky, ale napája dom len niekoľko hodín

Bežné nástrahy

Zamenie kW a kWh
Fix: kW je výkon (rýchlosť), kWh je energia (množstvo). 2 kW ohrievač bežiaci 3 hodiny spotrebuje 6 kWh.
Kalória vs kalória
Fix: Etikety na potravinách používajú 'Kalóriu' (veľké písmeno) = kilokalória = 1,000 kalórií (malé písmeno). 1 Cal = 1 kcal = 4.184 kJ.
Ignorovanie účinnosti
Fix: Benzín má 9.4 kWh/liter, ale motory sú len 25-30% účinné. Skutočná užitočná energia je ~2.5 kWh/liter!
mAh batérie bez napätia
Fix: 10,000 mAh neznamená nič bez napätia! Pri 3.7V: 10,000 mAh × 3.7V ÷ 1000 = 37 Wh.
Miešanie účtov za energiu a výkon
Fix: Účty za elektrinu sa účtujú za kWh (energia), nie za kW (výkon). Vaša sadzba je €/kWh, nie €/kW.
Zabúdanie na čas pri výpočtoch energie
Fix: Výkon × Čas = Energia. Prevádzka 1,500W ohrievača 2 hodiny = 3 kWh, nie 1.5 kWh!

Kam patrí každá jednotka

Domácnosť a spotrebiče

Elektrická energia sa účtuje v kWh; odhadnite spotrebu pomocou výkonu × času.

LED žiarovka 10 W × 5 h ≈ 0.05 kWh
Rúra 2 kW × 1 h = 2 kWh
Mesačný účet sčíta všetky zariadenia

Potraviny a výživa

Kalórie na etiketách sú kilokalórie (kcal) a často sú spárované s kJ.

1 kcal = 4.184 kJ
Denný príjem ~2,000–2,500 kcal
kcal a Cal (potravina) sú to isté

Vykurovanie a palivá

BTU, termy a ekvivalenty palív (BOE/TOE) sa objavujú v HVAC a na energetických trhoch.

1 term = 100,000 BTU
Zemný plyn a ropa používajú štandardizované ekvivalenty
Prepočty kWh ↔ BTU sú bežné

Ako fungujú prepočty

Metóda základnej jednotky

Prepočítajte na jouly (J), potom z J na cieľovú jednotku. Rýchle faktory: 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

Bežné prepočty

Z	Na	Faktor	Príklad
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

Rýchle príklady

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

Rýchla referencia

Rýchly výpočet nákladov na spotrebič

Energia (kWh) × cena za kWh

Príklad: 2 kWh × 0,20 € = 0,40 €
1,000 W × 3 h = 3 kWh

Ťahák na batérie

mAh × V ÷ 1000 ≈ Wh

10,000 mAh × 3.7 V ≈ 37 Wh
Wh ÷ výkon zariadenia W ≈ doba prevádzky (hodiny)

Rýchly výpočet CO₂

Odhadnite emisie z používania elektriny

CO₂ = kWh × intenzita siete
Príklad: 5 kWh × 400 gCO₂/kWh = 2,000 g (2 kg)
Nízkouhlíková sieť (100 g/kWh) znižuje toto o 75%

Chyby pri výkone vs energii

Bežné nedorozumenia

kW je výkon (rýchlosť); kWh je energia (množstvo)
2 kW ohrievač po dobu 3 h spotrebuje 6 kWh
Účty používajú kWh; štítky spotrebičov ukazujú W/kW

Úvod do obnoviteľných zdrojov

Základy slnečnej a veternej energie

Obnoviteľné zdroje generujú výkon (kW), ktorý sa časom integruje do energie (kWh).

Výstup sa mení s počasím; dlhodobé priemery sú dôležité.

Faktor kapacity: % maximálneho výkonu v čase
Strešná solárna energia: ~900–1,400 kWh/kW·rok (závisí od lokality)
Veterné farmy: faktor kapacity často 25–45%

Ukladanie a presúvanie

Batérie ukladajú prebytok a presúvajú energiu na čas, keď je potrebná.

Kapacita kWh vs výkon kW je dôležitá
Účinnosť spiatočného cyklu < 100% (straty)
Tarify podľa času používania podporujú presúvanie

Ťahák na hustotu energie

Zdroj	Podľa hmotnosti	Podľa objemu	Poznámky
Benzín	~46 MJ/kg (~12.8 kWh/kg)	~34 MJ/L (~9.4 kWh/L)	Približne; závisí od zmesi
Nafta	~45 MJ/kg	~36 MJ/L	O niečo vyššia objemová hustota ako benzín
Letecké palivo	~43 MJ/kg	~34 MJ/L	Rozsah petroleja
Etanol	~30 MJ/kg	~24 MJ/L	Nižšia ako benzín
Vodík (700 bar)	~120 MJ/kg	~5–6 MJ/L	Vysoká podľa hmotnosti, nízka podľa objemu
Zemný plyn (STP)	~55 MJ/kg	~0.036 MJ/L	Stlačený/LNG má oveľa vyššiu objemovú hustotu
Li‑iónová batéria	~0.6–0.9 MJ/kg (160–250 Wh/kg)	~1.4–2.5 MJ/L	Závisí od chémie
Olovená‑kyselinová batéria	~0.11–0.18 MJ/kg	~0.3–0.5 MJ/L	Nízka hustota, lacná
Drevo (suché)	~16 MJ/kg	Rôzne	Závisí od druhu a vlhkosti

Porovnanie energie naprieč škálami

Aplikácia	Joule (J)	kWh	kcal	BTU
Jeden fotón (viditeľný)	~3×10⁻¹⁹	~10⁻²²	~7×10⁻²⁰	~3×10⁻²²
Jeden elektrónvolt	1.6×10⁻¹⁹	4.5×10⁻²³	3.8×10⁻²⁰	1.5×10⁻²²
Mravec dvíhajúci zrnko	~10⁻⁶	~10⁻⁹	~2×10⁻⁷	~10⁻⁹
AA batéria	9,360	0.0026	2.2	8.9
Nabíjanie smartfónu	50,000	0.014	12	47
Krajec chleba	335,000	0.093	80	318
Plnohodnotné jedlo	2,500,000	0.69	600	2,370
Horúca sprcha (10 min)	5.4 MJ	1.5	1,290	5,120
Denný príjem potravy	10 MJ	2.8	2,400	9,480
Liter benzínu	34 MJ	9.4	8,120	32,200
Tesla batéria (60 kWh)	216 MJ	60	51,600	205,000
Blesk	1-5 GJ	300-1,400	240k-1.2M	950k-4.7M
Tona TNT	4.184 GJ	1,162	1,000,000	3.97M
Bomba v Hirošime	63 TJ	17.5M	15 miliárd	60 miliárd

Každodenné referenčné body

Vec	Typická energia	Poznámky
Plné nabitie telefónu	~10–15 Wh	~36–54 kJ
Batéria notebooku	~50–100 Wh	~0.18–0.36 MJ
1 krajec chleba	~70–100 kcal	~290–420 kJ
Horúca sprcha (10 min)	~1–2 kWh	Výkon × čas
Ohrievač (1 h)	1–2 kWh	Podľa nastavenia výkonu
Benzín (1 L)	~34 MJ	Nižšia výhrevnosť (približne)

Úžasné fakty o energii

Batéria EV vs Domácnosť

60 kWh batéria Tesla uchováva rovnakú energiu, akú typická domácnosť spotrebuje za 2-3 dni — predstavte si, že v aute vozíte 3 dni elektriny!

Záhadný Term

Jeden term je 100,000 BTU (29.3 kWh). Účty za zemný plyn používajú termy, pretože je ľahšie povedať '50 termov' ako '5 miliónov BTU'!

Trik s veľkým písmenom v Kalóriách

Etikety na potravinách používajú 'Kalóriu' (veľké písmeno), čo je v skutočnosti kilokalória! Takže ten 200-kalorický koláčik má v skutočnosti 200,000 kalórií (malé písmeno).

Špinavé tajomstvo benzínu

1 liter benzínu má 9.4 kWh energie, ale motory strácajú 70% ako teplo! Len ~2.5 kWh skutočne poháňa vaše auto. EV strácajú len ~10-15%.

Referenčný bod 1 kWh

1 kWh môže: napájať 100W žiarovku 10 hodín, nabiť 100 smartfónov, opiecť 140 krajcov chleba alebo udržiavať vašu chladničku v prevádzke 24 hodín!

Mágia regeneratívneho brzdenia

EV obnovujú 15-25% energie počas brzdenia premenou motora na generátor. To je bezplatná energia z premrhanej kinetickej energie!

E=mc² je ohromujúce

Vaše telo má dostatok hmotnostnej energie (E=mc²) na napájanie všetkých miest na Zemi na týždeň! Ale premena hmoty na energiu vyžaduje jadrové reakcie.

Raketové palivo vs Jedlo

Libra za libru, raketové palivo má 10-krát viac energie ako čokoláda. Ale nemôžete jesť raketové palivo — chemická energia ≠ metabolická energia!

Rekordy a extrémy

Rekord	Energia	Poznámky
Denná spotreba domácnosti	~10–30 kWh	Závisí od klímy a spotrebičov
Blesk	~1–10 GJ	Veľmi premenlivé
1 megatona TNT	4.184 PJ	Ekvivalent výbušniny

Objav energie: Od starovekého ohňa po modernú fyziku

Staroveká energia: Oheň, jedlo a svalová sila

Po tisícročia ľudia chápali energiu len cez jej účinky: teplo z ohňa, silu z jedla a silu vody a vetra. Energia bola praktickou realitou bez teoretického pochopenia.

**Ovládnutie ohňa** (~400,000 pred n. l.) - Ľudia využívajú chemickú energiu na teplo a svetlo
**Vodné kolesá** (~300 pred n. l.) - Gréci a Rimania premieňajú kinetickú energiu na mechanickú prácu
**Veterné mlyny** (~600 n. l.) - Peržania zachytávajú energiu vetra na mletie obilia
**Pochopenie výživy** (antika) - Jedlo ako 'palivo' pre ľudskú činnosť, hoci mechanizmus nebol známy

Tieto praktické aplikácie predchádzali akúkoľvek vedeckú teóriu o tisíce rokov. Energia bola známa cez skúsenosť, nie rovnice.

Mechanická éra: Para, práca a účinnosť (1600-1850)

Priemyselná revolúcia si vyžadovala lepšie pochopenie, ako sa teplo premieňa na prácu. Inžinieri merali účinnosť motorov, čo viedlo k zrodu termodynamiky.

**Vylepšenia parného stroja Jamesa Watta** (1769) - Kvantifikoval výkon práce, zaviedol konskú silu
**Teória tepelného motora Sadiho Carnota** (1824) - Dokázal teoretické limity premeny tepla na prácu
**Julius von Mayer** (1842) - Navrhol mechanický ekvivalent tepla: teplo a práca sú zameniteľné
**Experimenty Jamesa Joula** (1843-1850) - Presne zmeral: 1 kalória = 4.184 joulov mechanickej práce

Joulove experimenty dokázali zachovanie energie: mechanická práca, teplo a elektrina sú rôzne formy tej istej veci.

Zjednotená energia: Zachovanie a formy (1850-1900)

19. storočie syntetizovalo rôzne pozorovania do jedného konceptu: energia sa zachováva, transformuje sa medzi formami, ale nikdy sa nevytvára ani neničí.

**Hermann von Helmholtz** (1847) - Formalizoval zákon zachovania energie
**Rudolf Clausius** (1850-te roky) - Zaviedol entropiu, ktorá ukazuje, že energia sa zhoršuje v kvalite
**James Clerk Maxwell** (1865) - Zjednotil elektrinu a magnetizmus, čím ukázal, že svetlo prenáša energiu
**Ludwig Boltzmann** (1877) - Spojil energiu s atómovým pohybom prostredníctvom štatistickej mechaniky

Do roku 1900 bola energia chápaná ako centrálna mena fyziky—transformujúca sa, ale zachovaná vo všetkých prírodných procesoch.

Kvantová a atómová éra: E=mc² a subatómové škály (1900-1945)

20. storočie odhalilo energiu v extrémnych podobách: Einsteinova ekvivalencia hmoty a energie a kvantová mechanika na atómových škálach.

**Max Planck** (1900) - Kvantizoval energiu v žiarení: E = hν (Planckova konštanta)
**Einsteinovo E=mc²** (1905) - Hmotnosť a energia sú ekvivalentné; malá hmotnosť = obrovská energia
**Niels Bohr** (1913) - Atómové energetické hladiny vysvetľujú spektrálne čiary; eV sa stáva prirodzenou jednotkou
**Enrico Fermi** (1942) - Prvá kontrolovaná jadrová reťazová reakcia uvoľňuje energiu na škále MeV
**Projekt Manhattan** (1945) - Test Trinity demonštruje ekvivalent ~22 kiloton TNT (~90 TJ)

Jadrová energia potvrdila E=mc²: štiepenie premieňa 0,1% hmoty na energiu—miliónkrát hustejšie ako chemické palivá.

Moderná energetická krajina (1950-súčasnosť)

Povojnová spoločnosť štandardizovala jednotky energie pre verejné služby, potraviny a fyziku, zatiaľ čo sa zaoberala fosílnymi palivami, obnoviteľnými zdrojmi a účinnosťou.

**Štandardizácia kilowatthodiny** - Globálne elektrárenské spoločnosti prijímajú kWh na účtovanie
**Označovanie kalórií** (1960-90-te roky) - Potravinová energia bola štandardizovaná; FDA nariaďuje nutričné fakty (1990)
**Fotovoltaická revolúcia** (1970-2020-te roky) - Účinnosť solárnych panelov stúpa z <10% na >20%
**Lítium-iónové batérie** (1991-súčasnosť) - Energetická hustota stúpa z ~100 na 250+ Wh/kg
**Inteligentné siete a úložiská** (2010-te roky) - Riadenie energie v reálnom čase a batérie na úrovni siete

Klimatická éra: Dekarbonizácia energetických systémov

21. storočie si uvedomuje environmentálne náklady energie. Zameranie sa presúva z púheho generovania energie na efektívne generovanie čistej energie.

**Uhlíková intenzita** - Fosílne palivá emitujú 400-1000 g CO₂/kWh; obnoviteľné zdroje emitujú <50 g CO₂/kWh počas životného cyklu
**Medzery v ukladaní energie** - Batérie ukladajú ~0.5 MJ/kg oproti 46 MJ/kg benzínu; úzkosť z dojazdu pretrváva
**Integrácia do siete** - Variabilné obnoviteľné zdroje vyžadujú úložiská a reakciu na dopyt
**Imperatívy účinnosti** - LED (100 lm/W) vs žiarovky (15 lm/W); tepelné čerpadlá (COP > 3) vs odporové vykurovanie

Prechod na čistú nulu si vyžaduje elektrifikáciu všetkého a čisté generovanie tejto elektriny—kompletná revízia energetického systému.

Kľúčové míľniky vo vede o energii

1807

Thomas Young prvýkrát použil termín 'energia' v jeho modernom vedeckom zmysle

1824

Sadi Carnot publikuje teóriu tepelného motora, čím zakladá termodynamiku

1842

Julius von Mayer navrhuje mechanický ekvivalent tepla

1843-50

James Joule stanovuje mechanický ekvivalent tepla a dokazuje zachovanie energie

1847

Hermann von Helmholtz formalizuje zákon zachovania energie

1882

Edisonova stanica na Pearl Street začína predávať elektrinu, čím vzniká potreba pre jednotky na účtovanie energie

1889

Kilowatthodina (kWh) je štandardizovaná pre účtovanie elektrickej energie na celom svete

1896

Kalória je definovaná ako energia potrebná na zohriatie 1 gramu vody o 1°C (neskôr upresnená na 4.184 J)

1900

Max Planck kvantizuje energiu: E = hν, čím zakladá kvantovú mechaniku

1905

Einstein publikuje E=mc², čím ukazuje ekvivalenciu hmoty a energie

1932

Elektrónvolt (eV) je zavedený pre atómové a časticové energetické škály

1942

Enrico Fermi dosahuje prvú kontrolovanú jadrovú reťazovú reakciu

1945

Test Trinity demonštruje jadrovú energiu; ekvivalent TNT sa stáva štandardom (Hirošima: ~15 kiloton)

1954

Prvá jadrová elektráreň (Obninsk, ZSSR) vyrába elektrinu zo štiepenia

1990

FDA nariaďuje povinné nutričné štítky s energiou v Kalóriách (kcal)

1991

Sony komercializuje lítium-iónové batérie; začína revolúcia dobíjateľného úložiska energie

2000s

Energetická hustota lítium-iónových batérií dosahuje praktické úrovne (100-250 Wh/kg), čo umožňuje revolúciu EV

2015

Parížska dohoda si za cieľ stanovuje čisté nulové emisie; energetická transformácia sa zrýchľuje

2022

NIF dosahuje zapálenie fúzie: energetický zisk z fúznej reakcie

Energetická škála: Od kvantových šepotov po kozmické výbuchy

Energia sa rozprestiera v nepochopiteľnom rozsahu: od jednotlivých fotónov po supernovy. Pochopenie týchto škál pomáha kontextualizovať každodenné používanie energie.

Kvantová a molekulárna (10⁻¹⁹ až 10⁻¹⁵ J)

Typical units: eV až meV

**Tepelná energia na molekulu** (izbová teplota) - ~0.04 eV (~6×10⁻²¹ J)
**Viditeľný fotón** - 1.8-3.1 eV (červené až fialové svetlo)
**Rozbitie chemickej väzby** - 1-10 eV (kovalentné väzby)
**Röntgenový fotón** - 1-100 keV

Mikroskopická a ľudská škála (1 mJ až 1 MJ)

Typical units: mJ, J, kJ

**Lietajúci komár** - ~0.1 mJ
**Plné nabitie AA batérie** - ~10 kJ (2.7 Wh)
**Čokoládová tyčinka** - ~1 MJ (240 kcal)
**Človek v pokoji (1 hodina)** - ~300 kJ (75 kcal metabolická rýchlosť)
**Batéria smartfónu** - ~50 kJ (14 Wh)
**Ručný granát** - ~400 kJ

Domácnosť a vozidlá (1 MJ až 1 GJ)

Typical units: MJ, kWh

**Horúca sprcha (10 min)** - 4-7 MJ (1-2 kWh)
**Denný príjem potravy** - ~10 MJ (2,400 kcal)
**Liter benzínu** - 34 MJ (9.4 kWh)
**Batéria Tesla Model 3** - ~216 MJ (60 kWh)
**Denná spotreba domácnosti** - 36-108 MJ (10-30 kWh)
**Galón benzínu** - ~132 MJ (36.6 kWh)

Priemyselná a mestská (1 GJ až 1 TJ)

Typical units: GJ, MWh

**Blesk** - 1-10 GJ (veľmi sa líši)
**Malá autonehoda (60 mph)** - ~1 GJ (kinetická energia)
**Tona TNT** - 4.184 GJ
**Letecké palivo (1 tona)** - ~43 GJ
**Denná spotreba elektriny v mestskom bloku** - ~100-500 GJ

Veľkoplošné udalosti (1 TJ až 1 PJ)

Typical units: TJ, GWh

**Kilotona TNT** - 4.184 TJ (Hirošima: ~63 TJ)
**Denná produkcia malej elektrárne** - ~10 TJ (100 MW elektráreň)
**Ročná produkcia veľkej veternej farmy** - ~1-5 PJ
**Štart raketoplánu** - ~18 TJ (energia paliva)

Civilizácia a geofyzika (1 PJ až 1 EJ)

Typical units: PJ, TWh

**Megatonová jadrová zbraň** - 4,184 PJ (Cár bomba: ~210 PJ)
**Veľké zemetrasenie (magnitúda 7)** - ~32 PJ
**Hurikán (celková energia)** - ~600 PJ/deň (väčšina ako latentné teplo)
**Ročná produkcia Hooverovej priehrady** - ~15 PJ (4 TWh)
**Ročná spotreba energie malej krajiny** - ~100-1,000 PJ

Planetárna a hviezdna (1 EJ až 10⁴⁴ J)

Typical units: EJ, ZJ a viac

**Ročná spotreba energie USA** - ~100 EJ (~28,000 TWh)
**Globálna ročná spotreba energie** - ~600 EJ (2020)
**Erupcia Krakatoa (1883)** - ~840 PJ
**Dopad asteroidu Chicxulub** - ~4×10²³ J (100 miliónov megaton)
**Denná produkcia Slnka** - ~3.3×10³¹ J
**Supernova (typ Ia)** - ~10⁴⁴ J (foe)

Perspective

Každá akcia—od fotónu dopadajúceho na vaše oko po explóziu hviezdy—je transformácia energie. Žijeme v úzkom pásme: od megajoulov po gigajouly.

Energia v akcii: Aplikácie v reálnom svete naprieč doménami

Výživa a metabolizmus

Etikety na potravinách uvádzajú energiu v Kalóriách (kcal). Vaše telo ju premieňa na ATP pre bunkovú prácu s ~25% účinnosťou.

**Bazálny metabolizmus** - ~1,500-2,000 kcal/deň (6-8 MJ) na prežitie
**Maratónsky beh** - Spáli ~2,600 kcal (~11 MJ) za 3-4 hodiny
**Čokoládová tyčinka** - ~250 kcal by mohlo napájať 60W notebook približne 4.5 hodiny (ak by bol 100% účinný)
**Matematika diéty** - 1 libra tuku = ~3,500 kcal deficit; 500 kcal/deň deficit = 1 libra/týždeň

Správa energie v domácnosti

Účty za elektrinu sa účtujú za kWh. Pochopenie spotreby spotrebičov pomáha znižovať náklady a uhlíkovú stopu.

**LED vs žiarovka** - 10W LED = 60W žiarovka; ušetrí 50W × 5 hod/deň = 0.25 kWh/deň = 9€/mesiac
**Fantómové záťaže** - Zariadenia v pohotovostnom režime strácajú ~5-10% energie domácnosti (~1 kWh/deň)
**Tepelné čerpadlá** - Presunú 3-4 kWh tepla s použitím 1 kWh elektriny (COP > 3); odporové ohrievače sú 1:1
**Nabíjanie elektrického auta** - 60 kWh batéria za 0.15€/kWh = 9€ za plné nabitie (oproti 40€ ekvivalentu benzínu)

Doprava a vozidlá

Vozidlá premieňajú energiu paliva na kinetickú energiu s výraznými stratami. EV sú 3-krát účinnejšie ako motory s vnútorným spaľovaním.

**Benzínové auto** - 30% účinné; 1 galón (132 MJ) → 40 MJ užitočnej práce, 92 MJ tepla
**Elektrické auto** - 85% účinné; 20 kWh (72 MJ) → 61 MJ na kolesá, 11 MJ strát
**Regeneratívne brzdenie** - Obnovuje 10-25% kinetickej energie späť do batérie
**Aerodynamika** - Zdvojnásobenie rýchlosti štvornásobne zvyšuje potrebný výkon na prekonanie odporu (P ∝ v³)

Priemysel a výroba

Ťažký priemysel predstavuje ~30% globálnej spotreby energie. Účinnosť procesov a rekuperácia odpadového tepla sú kľúčové.

**Výroba ocele** - ~20 GJ na tonu (5,500 kWh); elektrické oblúkové pece používajú šrot a menej energie
**Tavenie hliníka** - ~45-55 GJ na tonu; preto recyklácia šetrí 95% energie
**Dátové centrá** - ~200 TWh/rok globálne (2020); PUE (Účinnosť využitia energie) meria účinnosť
**Výroba cementu** - ~3-4 GJ na tonu; predstavuje 8% globálnych emisií CO₂

Systémy obnoviteľnej energie

Slnečná, veterná a vodná energia premieňajú okolitú energiu na elektrinu. Faktor kapacity a prerušovanosť formujú nasadenie.

**Solárny panel** - ~20% účinnosť; 1 m² prijíma ~1 kW vrcholového slnka → 200W × 5 slnečných hodín/deň = 1 kWh/deň
**Faktor kapacity veternej turbíny** - 25-45%; 2 MW turbína × 35% CF = 6,100 MWh/rok
**Vodná elektráreň** - 85-90% účinná; 1 m³/s padajúci 100m ≈ 1 MW
**Účinnosť spiatočného cyklu batériového úložiska** - 85-95% účinná; straty ako teplo počas nabíjania/vybíjania

Vedecké a fyzikálne aplikácie

Od urýchľovačov častíc po laserovú fúziu, fyzikálny výskum pracuje na energetických extrémnoch.

**Veľký hadrónový urýchľovač** - 362 MJ uložených v lúči; zrážky protónov pri 13 TeV
**Laserová fúzia** - NIF dodáva ~2 MJ v nanosekundách; dosiahla prelom v roku 2022 (~3 MJ výstup)
**Lekárske izotopy** - Cyklotróny urýchľujú protóny na 10-20 MeV pre zobrazovanie PET
**Kozmické žiarenie** - Najvyššia detegovaná energia častice: ~3×10²⁰ eV (~50 J v jednom protóne!)

Katalóg jednotiek

Metrické (SI)

Jednotka	Symbol	Joule	Poznámky
joule	J	1	Základná jednotka SI pre energiu.
kilojoule	kJ	1,000	1,000 J; praktické pre výživu.
megajoule	MJ	1,000,000	1,000,000 J; škála spotrebičov/priemyslu.
gigajoule	GJ	1.000e+9	1,000 MJ; veľký priemysel/inžinierstvo.
mikrojoule	µJ	0.000001	Mikrojoule; senzory a laserové impulzy.
milijoule	mJ	0.001	Milijoule; malé impulzy.
nanojoule	nJ	0.000000001	Nanojoule; mikro‑energetické udalosti.
terajoule	TJ	1.000e+12	1,000 GJ; veľmi veľké uvoľnenia.

Imperiálne / USA

Jednotka	Symbol	Joule	Poznámky
britská tepelná jednotka	BTU	1,055.06	Britská tepelná jednotka; HVAC a vykurovanie.
BTU (IT)	BTU(IT)	1,055.06	IT definícia BTU (≈ rovnaké ako BTU).
BTU (termochemický)	BTU(th)	1,054.35	Termochemická definícia BTU.
stopa-libra sila	ft·lbf	1.35582	Stopa‑libra sila; mechanická práca.
palec-libra sila	in·lbf	0.112985	Palec‑libra sila; krútiaci moment a práca.
milión BTU	MBTU	1.055e+9	Milión BTU; energetické trhy.
quad	quad	1.055e+18	10¹⁵ BTU; národné energetické škály.
therm	thm	105,506,000	Účtovanie zemného plynu; 100,000 BTU.

Kalórie

Jednotka	Symbol	Joule	Poznámky
kalória	cal	4.184	Malá kalória; 4.184 J.
Kalória (potravinová)	Cal	4,184	Potravinová etiketa ‘Kalória’ (kcal).
kilokalória	kcal	4,184	Kilokalória; potravinová Kalória.
kalória (15°C)	cal₁₅	4.1855	Kalória pri 15°C.
kalória (20°C)	cal₂₀	4.182	Kalória pri 20°C.
kalória (IT)	cal(IT)	4.1868	IT kalória (≈4.1868 J).
kalória (termochemická)	cal(th)	4.184	Termochemická kalória (4.184 J).

Elektrické

Jednotka	Symbol	Joule	Poznámky
kilowatthodina	kWh	3,600,000	Kilowatt‑hodina; účty za energie a EV.
watthodina	Wh	3,600	Watt‑hodina; energia spotrebičov.
elektrónvolt	eV	1.602e-19	Elektrónvolt; energie častíc/fotónov.
gigaelektrónvolt	GeV	1.602e-10	Gigaelektrónvolt; fyzika vysokých energií.
gigawatthodina	GWh	3.600e+12	Gigawatt‑hodina; siete a elektrárne.
kiloelektrónvolt	keV	1.602e-16	Kiloelektrónvolt; röntgenové lúče.
megaelektrónvolt	MeV	1.602e-13	Megaelektrónvolt; jadrová fyzika.
megawatthodina	MWh	3.600e+9	Megawatt‑hodina; väčšie zariadenia.

Atómové / Jadrové

Jednotka	Symbol	Joule	Poznámky
atómová hmotnostná jednotka	u	1.492e-10	Energetický ekvivalent 1 u (cez E=mc²).
Hartreeho energia	Eₕ	4.360e-18	Hartreeho energia (kvantová chémia).
kilotona TNT	ktTNT	4.184e+12	Kilotona TNT; veľká energia výbuchu.
megatona TNT	MtTNT	4.184e+15	Megatona TNT; veľmi veľká energia výbuchu.
Rydbergova konštanta	Ry	2.180e-18	Rydbergova energia; spektroskopia.
tona TNT	tTNT	4.184e+9	Tona TNT; ekvivalent výbušniny.

Vedecké

Jednotka	Symbol	Joule	Poznámky
barel ropného ekvivalentu	BOE	6.120e+9	Ekvivalent barelu ropy ~6.12 GJ (približne).
kubická stopa zemného plynu	cf NG	1,055,060	Kubická stopa zemného plynu ~1.055 MJ (približne).
dyn-centimeter	dyn·cm	0.0000001	Dyne‑cm; 1 dyn·cm = 10⁻⁷ J.
erg	erg	0.0000001	CGS energia; 1 erg = 10⁻⁷ J.
konská sila-hodina	hp·h	2,684,520	Konská sila‑hodina; mechanika/motory.
konská sila-hodina (metrická)	hp·h(M)	2,647,800	Metrická konská sila‑hodina.
latentné teplo pary	LH	2,257,000	Latentné teplo vyparovania vody ≈ 2.257 MJ/kg.
Planckova energia	Eₚ	1.956e+9	Planckova energia (Eₚ) ≈ 1.96×10⁹ J (teoretická škála).
tona uhoľného ekvivalentu	TCE	2.931e+10	Ekvivalent tony uhlia ~29.31 GJ (približne).
tona ropného ekvivalentu	TOE	4.187e+10	Ekvivalent tony ropy ~41.868 GJ (približne).

Často kladené otázky

Aký je rozdiel medzi kW a kWh?

kW je výkon (rýchlosť). kWh je energia (kW × hodiny). Účty používajú kWh.

Sú Kalórie to isté ako kcal?

Áno. Potravinová ‘Kalória’ sa rovná 1 kilokalórii (kcal) = 4.184 kJ.

Ako odhadnem náklady na spotrebič?

Energia (kWh) × tarifa (za kWh). Príklad: 2 kWh × 0,20 € = 0,40 €.

Prečo existuje toľko definícií kalórie?

Historické merania pri rôznych teplotách viedli k variantom (IT, termochemická). Pre výživu používajte kcal.

Kedy by som mal použiť eV namiesto J?

eV je prirodzené pre atómové/časticové škály. Pre makroskopické kontexty prepočítajte na J.

Čo je faktor kapacity?

Skutočná produkcia energie v čase vydelená produkciou, ak by elektráreň bežala na plný výkon 100% času.

Kompletný Adresár Nástrojov

Všetkých 71 nástrojov dostupných na UNITS

▼Prevodníky

Dĺžka Hmotnosť Teplota Objem Plocha Čas Mena Rýchlosť Spotreba Paliva Zrýchlenie Sila Krútiaci Moment

▼Kalkulačky

BMI Kalórie BMR Makrá Telesný Tuk Ideálna Váha Hypotéka Pôžička Pôžička na Auto Investície Zložené Úročenie Cieľ Úspor

▼Nástroje

Múzeum Jednotiek Vlastné Jednotky

▼Extra

Súboj Jednotiek

Prevodník Energie