| Reference | Joule (J) | Kalorier (cal) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 4184 J | 1000 cal |
| An AA alkaline battery | 10000 J | 2390.06 cal |
| Daily adult food intake | 8368000 J | 2000000 cal |
| One unit on an electricity bill | 3600000 J | 860421 cal |
| A lightning strike | 1 × 109 J | 239005736 cal |
Joulen er SI-enheden for energi, arbejde og varme. Symbolet er J. Én joule er det arbejde, der udføres, når en kraft på én newton flytter sit angrebspunkt én meter, og lige så meget den energi, der afgives, når én watts effekt strømmer i ét sekund.
Den lighed er grunden til, at enheden findes. Før det nittende århundrede blev varme og mekanisk arbejde opfattet som forskellige ting målt i forskellige enheder, varme i kalorier og arbejde i fodpund. James Prescott Joule brugte år på at vise, at en bestemt mængde mekanisk arbejde altid giver den samme mængde varme, mest berømt ved at røre vand med et skovlhjul drevet af faldende lodder og måle temperaturstigningen. At fastlægge den vekselkurs, varmens mekaniske ækvivalent, forenede mekanikken og termodynamikken til ét fag.
Fordi den defineres gennem basisenhederne, binder joulen alt sammen. Den er en newtonmeter, en wattsekund, en coulombvolt og et kilogram meter i anden pr. sekund i anden, og hver af disse former forekommer i brug alt efter, hvilken gren af fysikken der taler. Elektrisk, mekanisk, termisk og kemisk energi tælles alle i samme enhed, og det er det, der overhovedet gør energiregnskab over et helt system muligt.
Skalaen er på nyttig vis i menneskestørrelse. At løfte et æble én meter koster omkring én joule. Et hjerteslag bruger cirka én joule. At tabe en lærebog fra et skrivebord frigør en halv snes. Under det bliver joulen ubekvem, og enhederne med præfiks overtager; over det gør kilojoulen og megajoulen det samme.
Fødevarers energi måles egentlig i joule, og mærkningen i Australien, New Zealand og Den Europæiske Union angiver kilojoule ved siden af eller i stedet for kalorier. Kalorien lever videre i almindelig brug mest af vane, og omregningen, én kalorie lig 4,184 joule, er fastlagt ved definition og ikke målt.
Ernæringslære, ballistik, batterikapacitet, laserudgang, sprængkraft og den energi, et jordskælv frigør, angives alle i joule eller dens multipla, hvilket gør det muligt at sammenligne størrelser fra helt forskellige områder direkte.
Én joule svarer til én newtonmeter, én wattsekund, cirka 0,239 kalorier eller omkring 0,000278 watttimer.
Kalorien er en energienhed, der svarer til 4,184 joule. Symbolet er cal. Den blev oprindelig defineret som den varme, der skal til for at hæve temperaturen af ét gram vand med én grad celsius, og den er ikke en SI-enhed, selv om den lever videre næsten overalt, hvor mad og varme drøftes.
Den oprindelige definition var besværlig, fordi svaret afhænger af starttemperaturen. Vand kræver lidt mere varme for at gå fra 14,5 til 15,5 grader end fra 19,5 til 20,5, og derfor fandtes flere konkurrerende kalorier: femtengraderskalorien, middelkalorien og kalorien fra de internationale damptabeller, blandt andre. Den termokemiske kalorie, der nu bruges, defineres ganske enkelt som nøjagtigt 4,184 joule, hvilket helt kapper båndet til vand og gør ende på tvetydigheden.
Den større forvirring handler om størrelsesordenen. Den kalorie, der står trykt på fødevareemballage i USA, er slet ikke denne enhed, men kilokalorien, tusind gange større, undertiden skelnet ved et stort C. En kiks, der angives at indeholde tres kalorier, indeholder i virkeligheden tres tusind af den enhed, der beskrives her. Skikken sidder dybt og ændrer sig næppe, så ernæringstal og fysiske tal må læses i forskellige registre.
Kemien beholdt kalorien længe efter, at fysikken var gået videre. Reaktionsentalpier, bindingsenergier og dannelsesvarmer blev opstillet i kilokalorier pr. mol i størstedelen af det tyvende århundrede, og ældre litteratur samt visse nutidige amerikanske lærebøger gør det stadig. Det tilsvarende SI-tal i kilojoule pr. mol er større med faktoren 4,184, og at læse forkert på, hvilket der menes, giver fejl, der ser rimelige ud.
Ernæringslæren bruger den, fordi menneskets energibalance tilfældigvis ligger på en bekvem skala i kilokalorier, med et dagligt behov omkring to tusind. I joule bliver samme tal cirka otte og en halv million, hvilket er rigtigt, men sværere at håndtere i hovedet.
Luftkonditionering og køling angives i nogle lande stadig i kilokalorier pr. time, og brændslers brændværdier står i kalorier pr. gram i ældre tekniske tabeller.
Én kalorie svarer til nøjagtigt 4,184 joule, 0,001 kilokalorier eller cirka 0,00116 watttimer.