Regn om energi

Om enhetene

• Joule (J) – Joule er SI-systemets sammenhengende enhet for energi, arbeid og varmemengde: én joule er kilogram ganger kvadratmeter per sekund i andre, altså arbeidet kraften én newton gjør over én meter. Forskriften om målenheter fører joule opp blant de avledede SI-enhetene, så den er gyldig i Norge, mens næringsdeklarasjonen på mat regner i kilojoule. Én elektronvolt er 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ joule. Fellen er newtonmeteren: samme dimensjon, men dreiemoment er ikke energi. Symbolet er J, ikke «Joule».
• Kilojoule (kJ) – En kilojoule er 1 000 joule, for prefikset kilo betyr 10³, og som desimalt multiplum av joulen en gyldig enhet. Det er den obligatoriske energienheten i næringsdeklarasjonen: matinformasjonsforskriften, som gjennomfører EUs forordning om matinformasjon, krever energien i både kilojoule og kilokalori. Faktorene verdien regnes ut av står i samme regelverk – fett 37 kJ per gram, karbohydrat og protein 17, alkohol 29. Én kilokalori er 4,184 kilojoule, så 2 000 kilokalorier blir 8 368 kilojoule.
• Megajoule (MJ) – En megajoule er én million joule, for prefikset mega betyr 10⁶, og som desimalt multiplum av joulen en gyldig enhet. Enheten brukes til energiinnholdet i brensel og til tekniske energibalanser, der joulen er for liten og kilowattimen hører hjemme på strømregningen. Det enkle holdepunktet er at én kilowattime er nøyaktig 3,6 megajoule, og én megawattime 3,6 gigajoule. To feller: megajoule og megawattime skiller seg med faktoren 3 600, og megajoule per kilo er ikke megajoule per liter, for tettheten varierer.
• Kalorier (cal) – En kalori er ikke én enhet. Den termokjemiske kalorien er nøyaktig 4,184 joule og den internasjonale tabellkalorien 4,1868; omregningen her bruker den termokjemiske. Bokmålsordboka oppgir på sin side 4,1855 joule, altså en tredje variant. Kalorien står ikke i forskriften om målenheter og er dermed ingen gyldig måleenhet i Norge. Den store fellen er navnet: kaloriene i mat er kilokalorier, tusen ganger større. En banan på 100 kalorier har 100 000 kalorier i enhetens egentlige mening.
• Kilokalorier (kcal) – En kilokalori er 1 000 kalorier, altså nøyaktig 4 184 joule med den termokjemiske kalorien omregningen her bygger på. Det er den energienheten forbrukere faktisk leser, men den må stå sammen med kilojoule: matinformasjonsforskriften krever begge. Næringsverdiene regnes ut av faste faktorer – fett 9 kilokalorier per gram, karbohydrat og protein 4, alkohol 7. I USA skrives enheten «Calories» med stor C og betyr det samme. Kilokalori mot kalori er en faktor tusen.
• Wattimer (Wh) – En wattime er energien av én watt i én time, altså nøyaktig 3 600 joule. Den er satt sammen av to gyldige enheter og derfor selv gyldig. Tallet står på batterier og ladere, og IATAs regler for flypassasjerer bygger på det: litiumionbatterier på høyst 100 wattimer kan tas med i kabinen, mellom 100 og 160 kreves flyselskapets godkjenning, og reservebatterier og powerbanker får aldri sjekkes inn. Står det bare milliamperetimer på batteriet, trengs spenningen: 20 000 mAh ved 3,7 volt er 74 wattimer.
• Kilowattimer (kWh) – En kilowattime er energien av én kilowatt i én time, altså nøyaktig 3,6 megajoule. Den trenger ingen egen definisjon: watt og time er begge gyldige enheter, og sammensetningen følger av dem. Det er enheten på strømregningen og i norsk kraftstatistikk, og Norgesprisen gir en fast pris på 50 øre per kilowattime med merverdiavgift for inntil 5 000 kilowattimer i måneden. Fellen er kW mot kWh: kilowatt er effekt, kilowattime energi. En megawattime er 1 000 kilowattimer.
• Megawattimer (MWh) – En megawattime er 1 000 kilowattimer, altså nøyaktig 3,6 gigajoule. Det er kraftbørsens enhet: på Nord Pool handles strøm for de fem norske prisområdene, fra NO1 til NO5, og prisen oppgis i euro per megawattime, mens NVE oppgir kraftprisene i øre per kilowattime. 100 euro per megawattime er altså 10 eurocent per kilowattime, før omregning til kroner. Kvilldal, Norges største kraftverk målt i installert effekt, har en årlig produksjon på 3 131,2 gigawattimer, drøyt 3,1 millioner megawattimer. Fellen er megawatt mot megawattime – effekt mot energi.
• BTU (BTU) – British thermal unit finnes i flere varianter som skiller seg opp til 0,5 %. Omregningen her bruker den internasjonale tabellens Btu, nøyaktig 1 055,055 852 62 joule; den termokjemiske varianten er 0,067 % mindre. Btu er USAs alminnelige energienhet – en gallon bensin er omkring 120 000 Btu og en therm nøyaktig 100 000 – men enheten står ikke i forskriften om målenheter. Den vanligste fellen er klimaanlegg: «12 000 Btu» betyr Btu per time, altså en effekt.
• Fotpund (ft·lb) – Et fotpund er arbeidet av ett pound-force langs én fot, omkring 1,356 joule og nøyaktig definert, for både pundet og foten er nøyaktige tall. Enheten står ikke i forskriften om målenheter, men lever i amerikansk og britisk teknikk og i britisk våpenlovgivning. I England og Wales regnes et luftgevær som særlig farlig, og krever dermed våpentillatelse, hvis kula forlater munningen med mer enn 12 fotpund bevegelsesenergi, en luftpistol over 6. Det er 16,3 og 8,1 joule. Fellen er ordstillingen: «ft-lb» er energi og «lb-ft» dreiemoment.
• Elektronvolt (eV) – En elektronvolt er bevegelsesenergien et elektron får når det passerer en potensialforskjell på én volt i vakuum. Siden elementærladningen fikk en fast verdi i 2018, er omregningen nøyaktig: 1 eV er 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ joule. Forskriften om målenheter tillater enheten med prefikser, men gir fortsatt en eldre, avrundet verdi: «omtrent lik 0,160 217 73 aJ». Et røntgenrør på 80 kilovolt gir fotoner på høyst 80 keV, og Cerns LHC har kollidert protoner ved 13,6 TeV. Fellen er at elektronvolt er energi, ikke spenning.