사용 방법
- 보유한 에너지값을 입력합니다.
- 단위를 선택합니다. J·kJ·cal·kcal·eV 중 하나입니다.
- 어느 칼로리를 적용할지 선택합니다. 기본값은 열화학 칼로리이며, 생화학의 kcal/mol이 이에 해당합니다.
- 나머지 네 단위가 아래에 표시되며 각각 복사 버튼이 제공됩니다. 음수도 입력 가능합니다. 반응은 에너지를 방출할 수 있기 때문입니다.
💡 지수는 e를 사용해 입력할 수 있습니다. 예를 들어 1.5×10⁻⁵ 은 1.5e-5 로 입력하면 계산됩니다.
공식 설명 및 주의사항
기본 단위는 줄이며, 나머지는 전부 줄의 고정 배수입니다. 함정은 계산이 아니라 「칼로리」라는 한 단어가 서로 다른 두 단위를 지칭한다는 데 있습니다. 둘 다 정의값이며 0.067 % 차이가 납니다. 어느 쪽인지 기록되지 않아 재현할 수 없는 값은 값으로서 의미가 없습니다.
환산 인자와 그 출처
| 단위 | 줄 환산 | 정확한가 | 출처 |
|---|---|---|---|
| cal (열화학) | 4.184 | 정의 | NIST SP 811 B.8 · JIS Z 8000-5 부속서 B 5-6.B.c |
| cal (국제증기표) | 4.1868 | 정의 | NIST SP 811 B.8 각주 9 · JIS 부속서 B 5-6.B.b |
| eV | 1.602 176 634 × 10⁻¹⁹ | 2019년 이후 정확 | CODATA 2022, NIST CUU |
이 도구가 하는 일은 아래 식을 필요한 방향으로 적용하는 것이 전부입니다.
- 칼로리 → 줄
- E/J = E/cal × 4.184 (열화학)
- 전자볼트 → 줄
- E/J = E/eV × 1.602 176 634 × 10⁻¹⁹
0.067 %는 어느 정도인가
ΔG가 −10.0 kcal/mol이면 열화학 칼로리로 −41.84 kJ/mol, I.T. 칼로리로 −41.868 kJ/mol입니다. 결합상수 하나에서 이 차이를 측정할 수 있는 사람은 없습니다. 그러나 40개짜리 표를 두 사람이 서로 다른 칼로리로 환산하면, 평균으로 상쇄되지 않는 계통 오차가 됩니다. 그래서 이 도구는 사용자가 같은 기준을 쓸 것이라 가정하지 않고 어느 칼로리를 적용했는지 표시합니다.
실무 주의사항
- 열화학 칼로리는 정확히 4.184 J, 국제증기표(I.T.) 칼로리는 정확히 4.1868 J입니다. 둘 다 NIST SP 811 부록 B.8과 JIS Z 8000-5:2014 부속서 B에 수록되어 있으며, I.T. 값은 1956년 런던 제5차 국제증기성질회의가 정했습니다.
- 생화학에서 칼로리는 열화학 칼로리를 의미합니다. 결합에너지, kcal/mol로 기재된 ΔG, 열역학 표가 전부 4.184 계열입니다. I.T. 칼로리는 증기표와 공학 분야에서 사용됩니다. 이 도구는 열화학 칼로리를 기본값으로 두고, 결과마다 어느 쪽을 적용했는지 표시합니다.
- 1 eV = 1.602 176 634 × 10⁻¹⁹ J이며, 2019년 SI 재정의 이후 이 값은 측정값이 아니라 정확값입니다. 기본전하가 정의 상수가 되었기 때문입니다. ⚠️ JIS Z 8000-10:2015 10-28.b는 아직 2010년 CODATA 값을 불확도와 함께 수록하고 있습니다. 그 규격이 재정의 이전이라 낡은 것이지 틀린 것이 아닙니다.
- ⚠️ 전자볼트는 입자 하나의 에너지이고 kcal/mol은 1몰의 에너지입니다. 이 도구는 둘 사이를 변환하지 않습니다. 그 단계에는 단위 인자가 아니라 아보가드로 상수가 필요합니다. 참고로 두 단위를 잇는 값은 1 eV/입자 = 96.485 kJ/mol이며, 이 수는 사실 패러데이 상수입니다.
- JIS Z 8000-5는 이 단위들이 수록된 부속서를 「これらの単位は用いないほうがよい」(사용하지 않는 편이 좋다)로 시작합니다. 이 도구는 그 견해를 반박하지 않고 그대로 옮깁니다. 기준 단위는 줄이며, 칼로리는 문헌에 널리 쓰이기 때문에 함께 제공합니다.
자주 묻는 질문
둘 다 현행 규격의 정의값이므로 어느 한쪽이 맞다고 할 수 없습니다. 확인할 것은 참고하는 출처가 어느 쪽을 사용했는가입니다. 생화학·열역학·결합에너지는 열화학 칼로리 4.184 J입니다. 증기표와 구형 공학 자료는 국제증기표 칼로리 4.1868 J입니다. 출처가 이를 명시하지 않았고 그 차이가 요구 정밀도에서 문제가 된다면, 그 출처는 재현할 수 없습니다.
그것은 킬로칼로리입니다. 영어권에서 대문자 C로 표기하는 Calorie가 그 의미이며 1 Calorie = 1000 cal입니다. 영양 분야는 열화학 계열을 따르므로 250 kcal 간식은 약 1046 kJ입니다. 세계 대부분의 식품 라벨이 kJ를 병기하는 이유가 이것입니다.
분광학과 광화학이 그 단위를 사용하기 때문입니다. 파장을 광자 에너지로 환산하면 eV로 산출됩니다. 칼로리와 같은 표에 있는 이유는 둘 다 줄의 고정 배수라는 같은 성격이기 때문입니다. 다만 하나는 입자 하나에, 다른 하나는 몰에 적용됩니다.
불가능하며, 의도적으로 제공하지 않았습니다. 입자당 에너지와 몰당 에너지는 서로 다른 물리량이고, 변환하려면 단위 인자가 아니라 아보가드로 상수를 곱해야 합니다. 필요하시면 값은 1 eV/입자 = 96.485 kJ/mol입니다.
단위가 변경되었기 때문입니다. 그것이 이 선택 항목의 목적입니다. 동일한 1 kcal이 한쪽 정의로는 4184 J, 다른 쪽으로는 4186.8 J입니다. 수치가 변하는 것을 직접 보는 편이 0.067 %의 크기를 글로 읽는 것보다 이해가 빠릅니다.
JIS Z 8000-5는 사용하지 말 것을 권고하며, SI의 에너지 단위는 줄 하나뿐입니다. 다만 실제로 접하는 문헌이 kcal/mol로 작성되어 있어 변환이 필요하고, 이 도구가 그 역할을 합니다. 기록은 줄로 하고, 칼로리는 입력 단계에서 변환하세요.