Конвертер единиц энергии

Этот конвертер энергии позволяет быстро перевести одну единицу энергии в другую. Поддерживается 13 распространённых единиц: единицы СИ (джоуль, килоджоуль, мегаджоуль, гигаджоуль), электрические (ватт-час, киловатт-час), тепловые (калория, килокалория), имперские (BTU, фут-фунт) и научные (электрон-вольт, эрг). Подходит для расчёта стоимости электричества, перевода калорий в продуктах и решения задач по физике. Все вычисления выполняются локально в браузере. Единицы энергии связывают быт, физику, питание, коммунальные услуги и инженерию. Joules, kilojoules, calories, kilocalories, watt-hours, kilowatt-hours и BTU встречаются в разных контекстах, поэтому пересчет помогает сравнивать батареи, потребление электричества, отопление, пищевую энергию, лабораторные значения и спецификации. В договорах, счетах и отчетах важно отличать энергию от мощности и потребления во времени, потому что watts и watt-hours часто путают, хотя они описывают разные вещи.

Джоуль (Дж) — производная единица СИ для энергии, работы и теплоты, определённая с 2019 года как кг·м^2·с^-2, где секунда привязана к сверхтонкому переходу цезия-133 (9 192 631 770 Гц), а килограмм зафиксирован через постоянную Планка h = 6,626 070 15 × 10^-34 Дж·с. Каждая другая единица в конвертере выражена как фиксированный скалярный множитель джоуля, поэтому конвертация — это одно умножение на число с плавающей точкой factor[from] / factor[to], применённое к входному значению, где каждый factor хранит джоулевый эквивалент единицы. Основные константы: 1 cal_th = 4,184 Дж точно (термохимическая калория); 1 cal_IT = 4,1868 Дж (международная табличная калория по ISO 31-4); 1 ккал = 1000 кал («пищевая» калория); 1 Вт·ч = 3600 Дж, поскольку Вт·с = Дж и 1 ч = 3600 с; 1 кВт·ч = 3 600 000 Дж = 3,6 МДж; 1 BTU_IT = 1055,056 Дж (1 терм = 100 000 BTU ≈ 105,5 МДж); 1 ft·lbf = 1,355 817 948 331 4004 Дж (при g_n = 9,806 65 м/с^2); 1 эрг = 10^-7 Дж (СГС); 1 эВ = 1,602 176 634 × 10^-19 Дж точно по фиксированному значению элементарного заряда СИ 2019 года; 1 toe (тонна нефтяного эквивалента) = 41,868 ГДж по конвенции МЭА. Мощность — это временная производная энергии (1 Вт = 1 Дж/с), поэтому лампа 100 Вт, работающая 1 ч, потребляет 100 Вт × 3600 с = 360 000 Дж = 0,1 кВт·ч — смешение ватт (мощность) с ватт-часами (общая энергия) — самая частая ошибка с единицами в этой области. Числовая точность ограничена двойной точностью IEEE 754 (около 15-17 значащих десятичных цифр, машинный эпсилон 2^-52 ≈ 2,22 × 10^-16). Конвертация между значениями, различающимися на очень большие порядки (1 эВ и 1 ГДж — 28 порядков величины), точна в самом коэффициенте, но теряет точность в мантиссе входного значения; для экстремальных величин предпочтительна цепочка a × (f1 / f2), а не (a × f1) / f2, поскольку промежуточное a × f1 может переполниться до Infinity или обратиться в 0 при приближении входа к пределам представимости (≈ 1,8 × 10^308 / ≈ 5 × 10^-324).

• Определение джоуля: 1 Дж = 1 кг·м^2·с^-2; единица СИ с 2019 года фиксирует h = 6,626 070 15 × 10^-34 Дж·с точно.
• Неоднозначность калории: термохимическая калория cal_th = 4,184 Дж точно; IT-калория cal_IT = 4,1868 Дж; «пищевая» калория (с заглавной буквы) = 1 ккал = 4184 Дж — путаница сдвигает результат на 0,07%.
• Электрические единицы: 1 Вт·ч = 3600 Дж, 1 кВт·ч = 3,6 МДж; ватты измеряют мощность (Дж/с), ватт-часы — полную энергию, поэтому лампа 60 Вт за 10 ч = 0,6 кВт·ч ≠ 60 Вт.
• Имперские/HVAC-единицы: 1 BTU_IT = 1055,056 Дж, 1 терм = 100 000 BTU ≈ 105,506 МДж ≈ 29,3 кВт·ч; 1 ft·lbf = 1,355 817 948 331 4 Дж при стандартном ускорении g_n = 9,806 65 м/с^2.
• Физические единицы: 1 эВ = 1,602 176 634 × 10^-19 Дж точно (CODATA 2019, фиксированное значение); 1 эрг = 10^-7 Дж; 1 toe = 41,868 ГДж (МЭА).
• Двойная точность IEEE 754 даёт ~15-17 значащих десятичных цифр; значения, охватывающие 28 порядков величины (эВ ↔ ГДж), округляются до ширины представимой мантиссы и должны отображать лишь ~6-9 значащих цифр, чтобы не создавать ложного впечатления точности.
• Цепочные конвертации следует выполнять как значение × (f_from / f_to), а не (значение × f_from) / f_to, чтобы избежать промежуточного переполнения до Infinity (выше ~1,8 × 10^308) или обращения в 0 (ниже ~5 × 10^-324).