Enerhiya — mula sa calories hanggang sa kilowatt‑hours

Unawain ang enerhiya sa pang-araw-araw na buhay: food calories, kWh ng appliance, BTU sa pagpapainit, at electronvolts sa pisika. Mag-convert nang may kumpiyansa gamit ang malinaw na mga halimbawa.

Bakit Nag-iiba-iba ang mga Yunit ng Enerhiya mula sa Food Calories hanggang sa Nuclear Explosions

Ang tool na ito ay nagko-convert sa pagitan ng 53+ yunit ng enerhiya - joules, calories, BTU, kWh, electronvolts, at higit pa. Kalkulahin mo man ang enerhiya ng pagkain, mga bayarin sa utility, mga kinakailangan sa HVAC, pagkonsumo ng gasolina, o particle physics, kayang hawakan ng converter na ito ang lahat mula sa molecular bonds (electronvolts) hanggang sa enerhiya ng supernova (10⁴⁴ J), kasama na ang kritikal na ugnayan sa pagitan ng enerhiya, lakas, at oras para sa mga aplikasyon sa totoong mundo.

Mga Pundasyon ng Enerhiya

Joule (J)

SI yunit ng enerhiya. 1 J = trabaho ng 1 newton sa loob ng 1 metro (1 N·m).

Ano ang enerhiya?

Kakayahang gumawa ng trabaho o maglabas ng init. Madalas na sinusukat bilang mekanikal na trabaho, init, o elektrikal na enerhiya.

Ang lakas ay nauugnay sa enerhiya sa pamamagitan ng oras: lakas = enerhiya/oras (W = J/s).

SI base: joule (J)
Elektrikal: Wh at kWh
Nutrisyon: Calorie = kilocalorie (kcal)

Pang-araw-araw na konteksto

Ang mga singil sa kuryente ay nasa kWh; ang mga appliance ay naglilista ng lakas (W) at i-multiply mo ito sa oras para makuha ang kWh.

Ang mga label ng pagkain ay gumagamit ng Calories (kcal). Ang pagpapainit/pagpapalamig ay madalas gumagamit ng BTU.

Charge ng telepono: ~10 Wh
Shower (10 min, 7 kW heater): ~1.17 kWh
Kainan: ~600–800 kcal

Agham at micro‑enerhiya

Ang particle physics ay gumagamit ng eV para sa enerhiya ng photon at mga particle.

Sa mga sukatang atomiko, ang mga enerhiyang Hartree at Rydberg ay lumalabas sa quantum mechanics.

1 eV = 1.602×10⁻¹⁹ J
Nakikitang photon: ~2–3 eV
Ang enerhiyang Planck ay napakalaki (teoretikal)

Mabilis na Buod

I-convert sa pamamagitan ng joules (J) para sa kalinawan at katumpakan
Ang kWh ay maginhawa para sa enerhiya sa bahay; ang kcal para sa nutrisyon
Ang BTU ay karaniwan sa HVAC; ang eV sa pisika

Mga Tulong sa Pagtanda

Mabilis na Mental Math

kWh ↔ MJ

1 kWh = 3.6 MJ eksakto. I-multiply sa 3.6 o i-divide sa 3.6.

kcal ↔ kJ

1 kcal ≈ 4.2 kJ. I-round sa 4 para sa mabilis na pagtatantya.

BTU ↔ kJ

1 BTU ≈ 1.055 kJ. Halos 1 BTU ≈ 1 kJ para sa mga pagtatantya.

Wh ↔ J

1 Wh = 3,600 J. Isipin: 1 watt sa loob ng 1 oras = 3,600 segundo.

Food Calories

1 Cal (pagkain) = 1 kcal = 4.184 kJ. Ang malaking 'C' ay nangangahulugang kilocalorie!

kW × oras → kWh

Lakas × Oras = Enerhiya. 2 kW heater × 3 oras = 6 kWh na nakonsumo.

Mga Visual na Sanggunian sa Enerhiya

Scenario	Energy	Visual Reference
LED Bulb (10 W, 10 oras)	100 Wh (0.1 kWh)	Nagkakahalaga ng ~$0.01 sa karaniwang mga rate
Buong Charge ng Smartphone	10-15 Wh	Sapat para mag-charge ng ~60-90 beses mula sa 1 kWh
Isang Hiwa ng Tinapay	80 kcal (335 kJ)	Maaaring paganahin ang isang 100W na bumbilya sa loob ng ~1 oras
Mainit na Shower (10 min)	1-2 kWh	Parehong enerhiya tulad ng pagpapatakbo ng iyong ref sa isang araw
Buong Kainan	600 kcal (2.5 MJ)	Sapat na enerhiya para iangat ang isang kotse ng 1 metro mula sa lupa
Baterya ng Electric Car (60 kWh)	216 MJ	Katumbas ng 30,000 food Calories o 20 araw na pagkain
Isang Litro ng Gasolina	34 MJ (9.4 kWh)	Ngunit ang mga makina ay nag-aaksaya ng 70% bilang init!
Kidlat	1-5 GJ	Mukhang malaki ngunit nagpapagana lamang sa isang bahay sa loob ng ilang oras

Mga Karaniwang Pagkakamali

Pagkalito sa kW at kWh
Fix: Ang kW ay lakas (rate), ang kWh ay enerhiya (dami). Ang isang 2 kW heater na tumatakbo sa loob ng 3 oras ay gumagamit ng 6 kWh.
Calorie vs calorie
Fix: Ang mga label ng pagkain ay gumagamit ng 'Calorie' (malaking C) = kilocalorie = 1,000 calories (maliit na c). 1 Cal = 1 kcal = 4.184 kJ.
Pagbabalewala sa Episyensya
Fix: Ang gasolina ay may 9.4 kWh/litro, ngunit ang mga makina ay 25-30% lamang ang episyente. Ang tunay na kapaki-pakinabang na enerhiya ay ~2.5 kWh/litro!
mAh ng Baterya na Walang Boltahe
Fix: Ang 10,000 mAh ay walang ibig sabihin kung walang boltahe! Sa 3.7V: 10,000 mAh × 3.7V ÷ 1000 = 37 Wh.
Pagkakahalo ng mga Bill ng Enerhiya at Lakas
Fix: Ang mga singil sa kuryente ay kada kWh (enerhiya), hindi kW (lakas). Ang iyong rate ay $/kWh, hindi $/kW.
Pagkalimot sa Oras sa mga Kalkulasyon ng Enerhiya
Fix: Lakas × Oras = Enerhiya. Ang pagpapatakbo ng isang 1,500W na heater sa loob ng 2 oras = 3 kWh, hindi 1.5 kWh!

Kung Saan Nababagay ang Bawat Yunit

Bahay at mga appliance

Ang enerhiyang elektrikal ay sinisingil sa kWh; tantyahin ang konsumo sa pamamagitan ng lakas × oras.

LED bulb 10 W × 5 h ≈ 0.05 kWh
Oven 2 kW × 1 h = 2 kWh
Ang buwanang bill ay pinagsasama-sama ang lahat ng device

Pagkain at nutrisyon

Ang mga calories sa mga label ay kilocalories (kcal) at madalas na ipinapares sa kJ.

1 kcal = 4.184 kJ
Araw-araw na pagkonsumo ~2,000–2,500 kcal
Ang kcal at Cal (pagkain) ay pareho

Pagpapainit at mga panggatong

Ang BTU, therms, at mga katumbas na panggatong (BOE/TOE) ay lumalabas sa HVAC at mga merkado ng enerhiya.

1 therm = 100,000 BTU
Ang natural gas at langis ay gumagamit ng mga standardized na katumbas
Karaniwan ang mga conversion ng kWh ↔ BTU

Paano Gumagana ang mga Conversion

Paraan ng base-unit

I-convert sa joules (J), pagkatapos ay mula sa J patungo sa target. Mabilis na mga factor: 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

Mga Karaniwang Conversion

Mula	Tungo	Factor	Halimbawa
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

Mabilis na mga Halimbawa

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

Mabilis na Sanggunian

Mabilis na math para sa gastos ng appliance

Enerhiya (kWh) × presyo bawat kWh

Halimbawa: 2 kWh × $0.20 = $0.40
1,000 W × 3 h = 3 kWh

Cheat-sheet para sa baterya

mAh × V ÷ 1000 ≈ Wh

10,000 mAh × 3.7 V ≈ 37 Wh
Wh ÷ device W ≈ runtime (oras)

Mabilis na Math para sa CO₂

Tantyahin ang mga emisyon mula sa paggamit ng kuryente

CO₂ = kWh × intensity ng grid
Halimbawa: 5 kWh × 400 gCO₂/kWh = 2,000 g (2 kg)
Ang grid na may mababang carbon (100 g/kWh) ay nagbabawas nito ng 75%

Mga Pagkakamali sa Lakas vs Enerhiya

Mga karaniwang pagkalito

Ang kW ay lakas (rate); ang kWh ay enerhiya (dami)
Ang isang 2 kW heater sa loob ng 3 h ay gumagamit ng 6 kWh
Ang mga bill ay gumagamit ng kWh; ang mga plaka ng appliance ay nagpapakita ng W/kW

Panimula sa mga Renewable

Mga pangunahing kaalaman sa solar at hangin

Ang mga renewable ay nag-generate ng lakas (kW) na nagsasama-sama sa paglipas ng panahon sa enerhiya (kWh).

Ang output ay nag-iiba-iba ayon sa panahon; mahalaga ang mga pangmatagalang average.

Capacity factor: % ng max output sa paglipas ng panahon
Solar sa bubong: ~900–1,400 kWh/kW·taon (depende sa lokasyon)
Mga wind farm: ang capacity factor ay madalas 25–45%

Imbakan at paglilipat

Ang mga baterya ay nag-iimbak ng sobra at naglilipat ng enerhiya kung kailan ito kailangan.

Mahalaga ang kapasidad ng kWh vs lakas ng kW
Ang round‑trip na episyensya ay < 100% (mga pagkawala)
Ang mga taripa sa oras ng paggamit ay naghihikayat sa paglilipat

Cheat‑Sheet ng Density ng Enerhiya

Pinagmulan	Ayon sa Masa	Ayon sa Dami	Mga Tala
Gasolina	~46 MJ/kg (~12.8 kWh/kg)	~34 MJ/L (~9.4 kWh/L)	Tinatayang; depende sa halo
Diesel	~45 MJ/kg	~36 MJ/L	Bahagyang mas mataas ang volumetric kaysa gasolina
Jet fuel	~43 MJ/kg	~34 MJ/L	Saklaw ng kerosene
Ethanol	~30 MJ/kg	~24 MJ/L	Mas mababa kaysa gasolina
Hydrogen (700 bar)	~120 MJ/kg	~5–6 MJ/L	Mataas ayon sa masa, mababa ayon sa dami
Natural gas (STP)	~55 MJ/kg	~0.036 MJ/L	Ang compressed/LNG ay mas mataas ang volumetric
Bateryang Li‑ion	~0.6–0.9 MJ/kg (160–250 Wh/kg)	~1.4–2.5 MJ/L	Depende sa kimika
Bateryang Lead‑acid	~0.11–0.18 MJ/kg	~0.3–0.5 MJ/L	Mababang density, mura
Kahoy (tuyo)	~16 MJ/kg	Nag-iiba-iba	Depende sa uri at halumigmig

Paghahambing ng Enerhiya sa Iba't Ibang Sukat

Aplikasyon	Joules (J)	kWh	kcal	BTU
Isang photon (nakikita)	~3×10⁻¹⁹	~10⁻²²	~7×10⁻²⁰	~3×10⁻²²
Isang electron volt	1.6×10⁻¹⁹	4.5×10⁻²³	3.8×10⁻²⁰	1.5×10⁻²²
Langgam na nagbubuhat ng butil	~10⁻⁶	~10⁻⁹	~2×10⁻⁷	~10⁻⁹
Bateryang AA	9,360	0.0026	2.2	8.9
Charge ng smartphone	50,000	0.014	12	47
Isang hiwa ng tinapay	335,000	0.093	80	318
Buong kainan	2,500,000	0.69	600	2,370
Mainit na shower (10 min)	5.4 MJ	1.5	1,290	5,120
Araw-araw na pagkonsumo ng pagkain	10 MJ	2.8	2,400	9,480
Isang litro ng gasolina	34 MJ	9.4	8,120	32,200
Baterya ng Tesla (60 kWh)	216 MJ	60	51,600	205,000
Kidlat	1-5 GJ	300-1,400	240k-1.2M	950k-4.7M
Isang tonelada ng TNT	4.184 GJ	1,162	1,000,000	3.97M
Bomba sa Hiroshima	63 TJ	17.5M	15 bilyon	60 bilyon

Mga Pang-araw-araw na Benchmark

Bagay	Karaniwang enerhiya	Mga Tala
Buong charge ng telepono	~10–15 Wh	~36–54 kJ
Baterya ng laptop	~50–100 Wh	~0.18–0.36 MJ
1 hiwa ng tinapay	~70–100 kcal	~290–420 kJ
Mainit na shower (10 min)	~1–2 kWh	Lakas × oras
Space heater (1 h)	1–2 kWh	Ayon sa setting ng lakas
Gasolina (1 L)	~34 MJ	Lower heating value (tinatayang)

Mga Kamangha-manghang Katotohanan Tungkol sa Enerhiya

Baterya ng EV vs Bahay

Ang isang 60 kWh na baterya ng Tesla ay nag-iimbak ng parehong enerhiya na ginagamit ng isang karaniwang bahay sa loob ng 2-3 araw — isipin na nagdadala ka ng 3 araw na kuryente sa iyong kotse!

Ang Misteryosong Therm

Ang isang therm ay 100,000 BTU (29.3 kWh). Ang mga bill ng natural gas ay gumagamit ng therms dahil mas madaling sabihin ang '50 therms' kaysa sa '5 milyong BTU'!

Ang Lihim ng Malaking Letra sa Calorie

Ang mga label ng pagkain ay gumagamit ng 'Calorie' (malaking C) na sa totoo lang ay isang kilocalorie! Kaya't ang 200 Cal na cookie na iyon ay talagang 200,000 calories (maliit na c).

Ang Maduming Lihim ng Gasolina

Ang 1 litro ng gas ay may 9.4 kWh na enerhiya, ngunit ang mga makina ay nag-aaksaya ng 70% bilang init! Tanging ~2.5 kWh lamang ang aktwal na nagpapagalaw sa iyong kotse. Ang mga EV ay nag-aaksaya lamang ng ~10-15%.

Ang 1 kWh Benchmark

Ang 1 kWh ay kayang: paganahin ang isang 100W na bumbilya sa loob ng 10 oras, mag-charge ng 100 smartphone, mag-toast ng 140 hiwa ng tinapay, o panatilihing tumatakbo ang iyong ref sa loob ng 24 na oras!

Ang Mahika ng Regenerative Braking

Ang mga EV ay nakakabawi ng 15-25% ng enerhiya habang nagpepreno sa pamamagitan ng paggawa sa motor na isang generator. Iyon ay libreng enerhiya mula sa nasayang na kinetic energy!

Ang E=mc² ay Nakakagulat

Ang iyong katawan ay may sapat na mass-energy (E=mc²) para paganahin ang lahat ng lungsod sa Earth sa loob ng isang linggo! Ngunit ang pag-convert ng mass sa enerhiya ay nangangailangan ng mga reaksyong nuclear.

Rocket Fuel vs Pagkain

Pound-for-pound, ang rocket fuel ay may 10× na enerhiya ng tsokolate. Ngunit hindi mo maaaring kainin ang rocket fuel — ang chemical energy ≠ metabolic energy!

Mga Rekord at Kasukdulan

Rekord	Enerhiya	Mga Tala
Pang-araw-araw na paggamit sa bahay	~10–30 kWh	Nag-iiba-iba ayon sa klima at mga appliance
Kidlat	~1–10 GJ	Lubhang nag-iiba-iba
1 megaton ng TNT	4.184 PJ	Katumbas na pampasabog

Ang Pagtuklas ng Enerhiya: Mula sa Sinaunang Apoy hanggang sa Modernong Pisika

Sinaunang Enerhiya: Apoy, Pagkain, at Lakas ng Kalamnan

Sa loob ng millennia, naunawaan lamang ng mga tao ang enerhiya sa pamamagitan ng mga epekto nito: init mula sa apoy, lakas mula sa pagkain, at ang kapangyarihan ng tubig at hangin. Ang enerhiya ay isang praktikal na katotohanan na walang teoretikal na pag-unawa.

**Pagkontrol sa apoy** (~400,000 BCE) - Ginamit ng mga tao ang enerhiyang kemikal para sa init at liwanag
**Mga water wheel** (~300 BCE) - Ginamit ng mga Griyego at Romano ang kinetic energy para sa mekanikal na trabaho
**Mga windmill** (~600 CE) - Ginamit ng mga Persian ang enerhiya ng hangin para sa paggiling ng butil
**Pag-unawa sa nutrisyon** (sinaunang panahon) - Ang pagkain bilang 'panggatong' para sa aktibidad ng tao, bagama't hindi alam ang mekanismo

Ang mga praktikal na aplikasyong ito ay nauna sa anumang teoryang siyentipiko ng libu-libong taon. Ang enerhiya ay nakilala sa pamamagitan ng karanasan, hindi sa mga ekwasyon.

Ang Panahong Mekanikal: Singaw, Trabaho, at Episyensya (1600-1850)

Ang Rebolusyong Industriyal ay nangailangan ng mas mahusay na pag-unawa kung paano nagiging trabaho ang init. Sinukat ng mga inhinyero ang episyensya ng makina, na humantong sa pagsilang ng thermodynamics.

**Mga pagpapabuti sa steam engine ni James Watt** (1769) - Kinuwenta ang output ng trabaho, ipinakilala ang horsepower
**Teorya ng heat engine ni Sadi Carnot** (1824) - Pinatunayan ang mga teoretikal na limitasyon sa pag-convert ng init sa trabaho
**Julius von Mayer** (1842) - Iminungkahi ang mekanikal na katumbas ng init: ang init at trabaho ay mapagpapalit
**Mga eksperimento ni James Joule** (1843-1850) - Tumpak na sinukat: 1 calorie = 4.184 joules ng mekanikal na trabaho

Pinatunayan ng mga eksperimento ni Joule ang konserbasyon ng enerhiya: ang mekanikal na trabaho, init, at kuryente ay iba't ibang anyo ng iisang bagay.

Pinag-isang Enerhiya: Konserbasyon at mga Anyo (1850-1900)

Pinagsama-sama ng ika-19 na siglo ang magkakaibang obserbasyon sa isang konsepto: ang enerhiya ay napapanatili, nagbabago sa pagitan ng mga anyo ngunit hindi kailanman nalilikha o nawawasak.

**Hermann von Helmholtz** (1847) - Pormal na binuo ang batas ng konserbasyon ng enerhiya
**Rudolf Clausius** (1850s) - Ipinakilala ang entropy, na nagpapakita na ang enerhiya ay bumababa sa kalidad
**James Clerk Maxwell** (1865) - Pinag-isa ang kuryente at magnetismo, na nagpapakita na ang liwanag ay nagdadala ng enerhiya
**Ludwig Boltzmann** (1877) - Ikinonekta ang enerhiya sa paggalaw ng atom sa pamamagitan ng statistical mechanics

Pagsapit ng 1900, ang enerhiya ay naunawaan bilang sentral na pera ng pisika—nagbabago ngunit napapanatili sa lahat ng natural na proseso.

Panahong Quantum at Atomiko: E=mc² at mga Sukatang Subatomiko (1900-1945)

Ibinunyag ng ika-20 siglo ang enerhiya sa mga sukdulan: ang pagkakapantay-pantay ng masa-enerhiya ni Einstein at ang quantum mechanics sa mga sukatang atomiko.

**Max Planck** (1900) - Ginawang quantized ang enerhiya sa radiation: E = hν (konstante ni Planck)
**E=mc² ni Einstein** (1905) - Ang masa at enerhiya ay magkatumbas; maliit na masa = napakalaking enerhiya
**Niels Bohr** (1913) - Ipinaliwanag ng mga antas ng enerhiyang atomiko ang mga spectral lines; naging natural na yunit ang eV
**Enrico Fermi** (1942) - Unang kontroladong nuclear chain reaction na naglabas ng enerhiyang nasa sukatang MeV
**Manhattan Project** (1945) - Ipinakita ng Trinity test ang ~22 kilotons na katumbas ng TNT (~90 TJ)

Pinatunayan ng enerhiyang nuclear ang E=mc²: ang fission ay nagko-convert ng 0.1% ng masa sa enerhiya—milyun-milyong beses na mas siksik kaysa sa mga kemikal na panggatong.

Modernong Tanawin ng Enerhiya (1950-Kasalukuyan)

Ang lipunan pagkatapos ng digmaan ay nag-standardize ng mga yunit ng enerhiya para sa mga utility, pagkain, at pisika habang nakikipagbuno sa mga fossil fuel, renewable, at episyensya.

**Standardisasyon ng Kilowatt-hour** - Inampon ng mga global na electric utility ang kWh para sa pagsingil
**Paglalagay ng label sa Calorie** (1960s-90s) - Naging standardized ang enerhiya ng pagkain; inutos ng FDA ang mga nutrition facts (1990)
**Rebolusyong Photovoltaic** (1970s-2020s) - Tumaas ang episyensya ng solar panel mula sa <10% hanggang >20%
**Mga bateryang Lithium-ion** (1991-kasalukuyan) - Tumaas ang density ng enerhiya mula sa ~100 hanggang 250+ Wh/kg
**Mga smart grid at imbakan** (2010s) - Pamamahala ng enerhiya sa real-time at mga bateryang nasa sukatang grid

Ang Panahon ng Klima: Pag-decarbonize ng mga Sistema ng Enerhiya

Kinikilala ng ika-21 siglo ang gastos sa kapaligiran ng enerhiya. Ang pokus ay lumilipat mula sa simpleng pagbuo ng enerhiya patungo sa mahusay na pagbuo ng malinis na enerhiya.

**Intensity ng Carbon** - Naglalabas ang mga fossil fuel ng 400-1000 g CO₂/kWh; naglalabas ang mga renewable ng <50 g CO₂/kWh sa lifecycle
**Mga kakulangan sa imbakan ng enerhiya** - Nag-iimbak ang mga baterya ng ~0.5 MJ/kg kumpara sa 46 MJ/kg ng gasolina; nananatili ang pagkabalisa sa range
**Integrasyon sa grid** - Ang mga variable na renewable ay nangangailangan ng imbakan at tugon sa demand
**Mga kahingian sa episyensya** - Mga LED (100 lm/W) kumpara sa incandescent (15 lm/W); mga heat pump (COP > 3) kumpara sa resistive heating

Ang transisyon sa net-zero ay nangangailangan ng pag-electrify sa lahat at pagbuo ng kuryenteng iyon nang malinis—isang kumpletong pagbabago sa sistema ng enerhiya.

Mga Mahahalagang Yugto sa Agham ng Enerhiya

1807

Unang ginamit ni Thomas Young ang terminong 'enerhiya' sa modernong siyentipikong kahulugan nito

1824

Inilathala ni Sadi Carnot ang teorya ng heat engine, na nagtatag ng thermodynamics

1842

Iminungkahi ni Julius von Mayer ang mekanikal na katumbas ng init

1843-50

Itinatag ni James Joule ang mekanikal na katumbas ng init, na nagpapatunay sa konserbasyon ng enerhiya

1847

Pormal na binuo ni Hermann von Helmholtz ang batas ng konserbasyon ng enerhiya

1882

Nagsimulang magbenta ng kuryente ang Pearl Street Station ni Edison, na lumikha ng pangangailangan para sa mga yunit ng pagsingil ng enerhiya

1889

Naging standardized ang Kilowatt-hour (kWh) para sa pagsingil ng electric utility sa buong mundo

1896

Tinukoy ang Calorie bilang enerhiya para painitin ang 1 gramo ng tubig ng 1°C (kalaunan ay pinino sa 4.184 J)

1900

Ginawang quantized ni Max Planck ang enerhiya: E = hν, na nagtatag ng quantum mechanics

1905

Inilathala ni Einstein ang E=mc², na nagpapakita ng pagkakapantay-pantay ng masa-enerhiya

1932

Ipinakilala ang Electronvolt (eV) para sa mga sukatang enerhiya ng atomiko at particle physics

1942

Nakamit ni Enrico Fermi ang unang kontroladong nuclear chain reaction

1945

Ipinakita ng Trinity test ang enerhiyang nuclear; naging pamantayan ang katumbas ng TNT (Hiroshima: ~15 kilotons)

1954

Unang nuclear power plant (Obninsk, USSR) na nag-generate ng kuryente mula sa fission

1990

Inutos ng FDA ang mga label ng nutrition facts na may enerhiya sa Calories (kcal)

1991

Kinomersyalisa ng Sony ang mga bateryang lithium-ion; nagsimula ang rebolusyon sa rechargeable na imbakan ng enerhiya

2000s

Naabot ng density ng enerhiya ng bateryang lithium-ion ang mga praktikal na antas (100-250 Wh/kg), na nagbigay-daan sa rebolusyon ng EV

2015

Tinarget ng Kasunduan sa Paris ang mga net-zero emissions; bumilis ang transisyon ng enerhiya

2022

Nakamit ng NIF ang fusion ignition: pakinabang sa enerhiya mula sa reaksyon ng fusion

Ang Sukatan ng Enerhiya: Mula sa mga Bulong ng Quantum hanggang sa mga Pagsabog sa Kalawakan

Ang enerhiya ay sumasaklaw sa isang hindi maarok na saklaw: mula sa iisang photon hanggang sa mga supernova. Ang pag-unawa sa mga sukatang ito ay nakakatulong sa paglalagay sa konteksto ng pang-araw-araw na paggamit ng enerhiya.

Quantum at Molekular (10⁻¹⁹ hanggang 10⁻¹⁵ J)

Typical units: eV hanggang meV

**Enerhiyang termal bawat molekula** (temperatura ng silid) - ~0.04 eV (~6×10⁻²¹ J)
**Nakikitang photon** - 1.8-3.1 eV (pulang liwanag hanggang sa violet)
**Pagkasira ng kemikal na bono** - 1-10 eV (mga covalent bond)
**X-ray photon** - 1-100 keV

Mikroskopiko at Sukatan ng Tao (1 mJ hanggang 1 MJ)

Typical units: mJ, J, kJ

**Paglipad ng lamok** - ~0.1 mJ
**Buong charge ng bateryang AA** - ~10 kJ (2.7 Wh)
**Candy bar** - ~1 MJ (240 kcal)
**Tao na nagpapahinga (1 oras)** - ~300 kJ (75 kcal metabolic rate)
**Baterya ng smartphone** - ~50 kJ (14 Wh)
**Granada** - ~400 kJ

Bahay at Sasakyan (1 MJ hanggang 1 GJ)

Typical units: MJ, kWh

**Mainit na shower (10 min)** - 4-7 MJ (1-2 kWh)
**Araw-araw na pagkonsumo ng pagkain** - ~10 MJ (2,400 kcal)
**Isang litro ng gasolina** - 34 MJ (9.4 kWh)
**Baterya ng Tesla Model 3** - ~216 MJ (60 kWh)
**Pang-araw-araw na paggamit sa bahay** - 36-108 MJ (10-30 kWh)
**Isang galon ng gas** - ~132 MJ (36.6 kWh)

Industriyal at Munisipal (1 GJ hanggang 1 TJ)

Typical units: GJ, MWh

**Kidlat** - 1-10 GJ (lubhang nag-iiba-iba)
**Maliit na aksidente sa kotse (60 mph)** - ~1 GJ (kinetic energy)
**Isang tonelada ng TNT** - 4.184 GJ
**Jet fuel (1 tonelada)** - ~43 GJ
**Araw-araw na kuryente ng isang bloke ng lungsod** - ~100-500 GJ

Malakihang mga Kaganapan (1 TJ hanggang 1 PJ)

Typical units: TJ, GWh

**Kiloton ng TNT** - 4.184 TJ (Hiroshima: ~63 TJ)
**Araw-araw na output ng maliit na power plant** - ~10 TJ (100 MW plant)
**Taunang output ng malaking wind farm** - ~1-5 PJ
**Paglunsad ng Space Shuttle** - ~18 TJ (enerhiya ng panggatong)

Sibilisasyon at Geopisika (1 PJ hanggang 1 EJ)

Typical units: PJ, TWh

**Megaton na sandatang nuclear** - 4,184 PJ (Tsar Bomba: ~210 PJ)
**Malakas na lindol (magnitude 7)** - ~32 PJ
**Bagyo (kabuuang enerhiya)** - ~600 PJ/araw (karamihan ay bilang latent heat)
**Taunang output ng Hoover Dam** - ~15 PJ (4 TWh)
**Taunang paggamit ng enerhiya ng maliit na bansa** - ~100-1,000 PJ

Planetaryo at Bituin (1 EJ hanggang 10⁴⁴ J)

Typical units: EJ, ZJ, at higit pa

**Taunang pagkonsumo ng enerhiya ng USA** - ~100 EJ (~28,000 TWh)
**Global na taunang paggamit ng enerhiya** - ~600 EJ (2020)
**Pagsabog ng Krakatoa (1883)** - ~840 PJ
**Pagtama ng asteroid na Chicxulub** - ~4×10²³ J (100 milyong megatons)
**Araw-araw na output ng Araw** - ~3.3×10³¹ J
**Supernova (Type Ia)** - ~10⁴⁴ J (foe)

Perspective

Bawat aksyon—mula sa isang photon na tumatama sa iyong mata hanggang sa isang bituin na sumasabog—ay isang pagbabago ng enerhiya. Nabubuhay tayo sa isang makitid na banda: megajoules hanggang gigajoules.

Enerhiya sa Aksyon: Mga Aplikasyon sa Totoong Mundo sa Iba't Ibang Domain

Nutrisyon at Metabolismo

Inililista ng mga label ng pagkain ang enerhiya sa Calories (kcal). Ikino-convert ito ng iyong katawan sa ATP para sa cellular na trabaho na may ~25% na episyensya.

**Basal metabolic rate** - ~1,500-2,000 kcal/araw (6-8 MJ) para manatiling buhay
**Pagpapatakbo sa marathon** - Nagsusunog ng ~2,600 kcal (~11 MJ) sa loob ng 3-4 na oras
**Chocolate bar** - ~250 kcal ay maaaring paganahin ang isang 60W na laptop sa loob ng ~4.5 na oras (kung 100% episyente)
**Math ng pagdidiyeta** - 1 lb na taba = ~3,500 kcal na kakulangan; 500 kcal/araw na kakulangan = 1 lb/linggo

Pamamahala ng Enerhiya sa Bahay

Ang mga singil sa kuryente ay kada kWh. Ang pag-unawa sa konsumo ng appliance ay nakakatulong na mabawasan ang mga gastos at carbon footprint.

**LED vs incandescent** - 10W LED = 60W na ilaw na incandescent; nakakatipid ng 50W × 5 oras/araw = 0.25 kWh/araw = $9/buwan
**Mga phantom load** - Ang mga device na naka-standby ay nag-aaksaya ng ~5-10% ng enerhiya sa bahay (~1 kWh/araw)
**Mga heat pump** - Naglilipat ng 3-4 kWh ng init gamit ang 1 kWh na kuryente (COP > 3); ang mga resistive heater ay 1:1
**Pag-charge ng electric car** - 60 kWh na baterya sa $0.15/kWh = $9 para sa buong charge (vs $40 na katumbas ng gas)

Transportasyon at mga Sasakyan

Ikinokonekta ng mga sasakyan ang enerhiya ng panggatong sa kinetic energy na may malalaking pagkawala. Ang mga EV ay 3× na mas episyente kaysa sa mga internal combustion engine.

**Kotseng gasolina** - 30% episyente; 1 galon (132 MJ) → 40 MJ na kapaki-pakinabang na trabaho, 92 MJ na init
**Electric car** - 85% episyente; 20 kWh (72 MJ) → 61 MJ sa mga gulong, 11 MJ na pagkawala
**Regenerative braking** - Nakakabawi ng 10-25% ng kinetic energy pabalik sa baterya
**Aerodynamics** - Ang pagdoble ng bilis ay nag-aapat na beses sa kailangang lakas ng drag (P ∝ v³)

Industriyal at Paggawa

Ang mabigat na industriya ay bumubuo ng ~30% ng global na paggamit ng enerhiya. Ang episyensya ng proseso at pagbawi ng nasayang na init ay kritikal.

**Produksyon ng bakal** - ~20 GJ bawat tonelada (5,500 kWh); ang mga electric arc furnace ay gumagamit ng scrap at mas kaunting enerhiya
**Pag-smelt ng aluminyo** - ~45-55 GJ bawat tonelada; kaya't ang pag-recycle ay nakakatipid ng 95% na enerhiya
**Mga data center** - ~200 TWh/taon sa buong mundo (2020); sinusukat ng PUE (Power Usage Effectiveness) ang episyensya
**Produksyon ng semento** - ~3-4 GJ bawat tonelada; bumubuo ng 8% ng global na CO₂ emissions

Mga Sistema ng Renewable Energy

Ang solar, hangin, at hydro ay nagko-convert ng ambient na enerhiya sa kuryente. Ang capacity factor at intermittency ang humuhubog sa deployment.

**Solar panel** - ~20% episyensya; 1 m² ay tumatanggap ng ~1 kW na peak sun → 200W × 5 sun-oras/araw = 1 kWh/araw
**Wind turbine capacity factor** - 25-45%; 2 MW turbine × 35% CF = 6,100 MWh/taon
**Hydroelectric** - 85-90% episyente; 1 m³/s na bumabagsak ng 100m ≈ 1 MW
**Round-trip na episyensya ng imbakan ng baterya** - 85-95% episyente; mga pagkawala bilang init habang nagcha-charge/discharge

Mga Aplikasyong Siyentipiko at Pisika

Mula sa mga particle accelerator hanggang sa laser fusion, ang pananaliksik sa pisika ay gumagana sa mga sukdulan ng enerhiya.

**Large Hadron Collider** - 362 MJ na nakaimbak sa beam; mga banggaan ng proton sa 13 TeV
**Laser fusion** - Naghahatid ang NIF ng ~2 MJ sa loob ng nanoseconds; nakamit ang breakeven noong 2022 (~3 MJ na output)
**Mga medikal na isotope** - Pinapabilis ng mga cyclotron ang mga proton sa 10-20 MeV para sa PET imaging
**Mga cosmic ray** - Pinakamataas na enerhiyang particle na natukoy: ~3×10²⁰ eV (~50 J sa isang proton!)

Katalogo ng mga Yunit

Metrikong Sistema (SI)

Yunit	Simbolo	Joules	Mga Tala
joule	J	1	SI base unit ng enerhiya.
kilojoule	kJ	1,000	1,000 J; madaling gamitin para sa nutrisyon.
megajoule	MJ	1,000,000	1,000,000 J; sukatang appliance/industriyal.
gigajoule	GJ	1.000e+9	1,000 MJ; malaking industriyal/engineering.
microjoule	µJ	0.000001	Microjoule; mga sensor at laser pulse.
millijoule	mJ	0.001	Millijoule; maliliit na pulso.
nanojoule	nJ	0.000000001	Nanojoule; mga kaganapan sa micro‑enerhiya.
terajoule	TJ	1.000e+12	1,000 GJ; napakalaking paglabas.

Imperyales / US

Yunit	Simbolo	Joules	Mga Tala
British thermal unit	BTU	1,055.06	British thermal unit; HVAC at pagpapainit.
BTU (IT)	BTU(IT)	1,055.06	IT na kahulugan ng BTU (≈ pareho ng BTU).
BTU (thermochemical)	BTU(th)	1,054.35	Thermochemical na kahulugan ng BTU.
foot-pound force	ft·lbf	1.35582	Foot‑pound force; mekanikal na trabaho.
inch-pound force	in·lbf	0.112985	Inch‑pound force; torque at trabaho.
milyong BTU	MBTU	1.055e+9	Milyong BTU; mga merkado ng enerhiya.
quad	quad	1.055e+18	10¹⁵ BTU; pambansang sukatang enerhiya.
therm	thm	105,506,000	Pagsingil ng natural gas; 100,000 BTU.

Mga Calorie

Yunit	Simbolo	Joules	Mga Tala
calorie	cal	4.184	Maliit na calorie; 4.184 J.
Calorie (pagkain)	Cal	4,184	‘Calorie’ sa label ng pagkain (kcal).
kilocalorie	kcal	4,184	Kilocalorie; food Calorie.
calorie (15°C)	cal₁₅	4.1855	Calorie sa 15°C.
calorie (20°C)	cal₂₀	4.182	Calorie sa 20°C.
calorie (IT)	cal(IT)	4.1868	IT na calorie (≈4.1868 J).
calorie (thermochemical)	cal(th)	4.184	Thermochemical na calorie (4.184 J).

Elektrisidad

Yunit	Simbolo	Joules	Mga Tala
kilowatt-oras	kWh	3,600,000	Kilowatt‑hour; mga bill ng utility at mga EV.
watt-oras	Wh	3,600	Watt‑hour; enerhiya ng appliance.
electronvolt	eV	1.602e-19	Electronvolt; mga enerhiya ng particle/photon.
gigaelectronvolt	GeV	1.602e-10	Gigaelectronvolt; high‑energy physics.
gigawatt-oras	GWh	3.600e+12	Gigawatt‑hour; mga grid at planta.
kiloelectronvolt	keV	1.602e-16	Kiloelectronvolt; mga X‑ray.
megaelectronvolt	MeV	1.602e-13	Megaelectronvolt; nuclear physics.
megawatt-oras	MWh	3.600e+9	Megawatt‑hour; mas malalaking pasilidad.

Atomiko / Nukleyar

Yunit	Simbolo	Joules	Mga Tala
atomic mass unit	u	1.492e-10	Katumbas na enerhiya ng 1 u (sa pamamagitan ng E=mc²).
enerhiya ng Hartree	Eₕ	4.360e-18	Enerhiyang Hartree (quantum chemistry).
kilotonelada ng TNT	ktTNT	4.184e+12	Kiloton ng TNT; malaking enerhiya ng pagsabog.
megatonelada ng TNT	MtTNT	4.184e+15	Megaton ng TNT; napakalaking enerhiya ng pagsabog.
Rydberg constant	Ry	2.180e-18	Enerhiyang Rydberg; spectroscopy.
tonelada ng TNT	tTNT	4.184e+9	Tonelada ng TNT; katumbas na pampasabog.

Siyentipiko

Yunit	Simbolo	Joules	Mga Tala
bariles ng katumbas ng langis	BOE	6.120e+9	Barrel of oil equivalent ~6.12 GJ (tinatayang).
cubic foot ng natural gas	cf NG	1,055,060	Cubic foot ng natural gas ~1.055 MJ (tinatayang).
dyne-sentimetro	dyn·cm	0.0000001	Dyne‑cm; 1 dyn·cm = 10⁻⁷ J.
erg	erg	0.0000001	CGS na enerhiya; 1 erg = 10⁻⁷ J.
horsepower-hour	hp·h	2,684,520	Horsepower‑hour; mekanikal/mga makina.
horsepower-hour (metric)	hp·h(M)	2,647,800	Metric na horsepower‑hour.
latent heat ng singaw	LH	2,257,000	Latent heat of vaporization ng tubig ≈ 2.257 MJ/kg.
enerhiya ng Planck	Eₚ	1.956e+9	Enerhiyang Planck (Eₚ) ≈ 1.96×10⁹ J (teoretikal na sukat).
tonelada ng katumbas ng karbon	TCE	2.931e+10	Tonne of coal equivalent ~29.31 GJ (tinatayang).
tonelada ng katumbas ng langis	TOE	4.187e+10	Tonne of oil equivalent ~41.868 GJ (tinatayang).

Mga Madalas Itanong

Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng kW at kWh?

Ang kW ay lakas (rate). Ang kWh ay enerhiya (kW × oras). Ang mga bill ay gumagamit ng kWh.

Pareho ba ang Calories sa kcal?

Oo. Ang ‘Calorie’ ng pagkain ay katumbas ng 1 kilocalorie (kcal) = 4.184 kJ.

Paano ko matatantya ang gastos ng appliance?

Enerhiya (kWh) × taripa (bawat kWh). Halimbawa: 2 kWh × $0.20 = $0.40.

Bakit napakaraming kahulugan ng calorie?

Ang mga makasaysayang pagsukat sa iba't ibang temperatura ay humantong sa mga variant (IT, thermochemical). Para sa nutrisyon, gamitin ang kcal.

Kailan ko dapat gamitin ang eV sa halip na J?

Ang eV ay natural para sa mga sukatang atomiko/particle. I-convert sa J para sa mga macroscopic na konteksto.

Ano ang capacity factor?

Aktwal na output ng enerhiya sa paglipas ng panahon na hinati sa output kung ang planta ay tumakbo sa buong lakas 100% ng oras.

Kumpletong Direktoryo ng mga Tool

Lahat ng 71 na tool na magagamit sa UNITS

▼Mga Converter

Haba Timbang at Masa Temperatura Volume Lugar Oras Pera Bilis Ekonomiya ng Gasolina Akselerasyon Lakas Torque

▼Mga Calculator

BMI Calorie BMR Macros Taba sa Katawan Ideal na Timbang Sangla Utang Utang sa Sasakyan Pamumuhunan Tambalang Interes Layunin sa Pag-iipon

▼Mga Tool

Museo ng mga Yunit Mga Custom na Yunit

▼Dagdag

Labanan ng mga Yunit

Converter ng Enerhiya