キロカロリーからワット時への換算

キロカロリー（kcal）について

キロカロリーは、1000 カロリー、すなわちちょうど 4184 ジュール にあたるエネルギーの単位です。記号は kcal です。表示にそう書かれているかどうかにかかわらず、世界のほとんどどこでも、食品のエネルギーはこの単位で数えられています。

呼び名の混乱は、誰も直そうとしなかったものです。アメリカと英語圏の多くでは、食品の表示は キロカロリー のつもりで カロリー という語を印刷し、違いを示すために大文字で書き分けることもあります。しかしこの区別は、話し言葉ではまったく生き残らず、書き言葉でもほとんど残りません。ヨーロッパの大半は、たいてい キロジュール と並べて kcal と明記することで、この罠を避けています。

表示の数値は、食品を燃やして得たものではありません。19 世紀末に考案された アトウォーター 係数に基づくもので、三大栄養素に一定のエネルギー値を割り当てます。たんぱく質と炭水化物は 1 グラム あたり 4 キロカロリー、脂質は 9、アルコールは 7 です。これらは平均値であり、体が実際に取り出すエネルギーの量は無視しています。その量は、加熱や加工の仕方、そして人によって変わります。

人の必要量は扱いやすい尺度に収まります。成人は体格と活動量に応じて 1 日およそ 2000 から 2500 キロカロリー を必要とし、1 時間の歩行はおよそ 250 を消費し、体脂肪 1 キログラム にはおよそ 7700 が蓄えられています。1 週間に 0.5 キログラム 減らすために 1 日 500 キロカロリー の不足をつくるという、よく聞く助言はこの最後の数値から来ています。もっとも体は消費のほうを調整するので、実際の減り方は計算が示すより緩やかです。

スポーツ科学と臨床栄養は、間接熱量測定や基礎代謝量の計算で、この単位を正確に用います。飼料、病院の栄養管理、食品製造は、いずれもエネルギー密度を 100 グラム あたりの キロカロリー で示します。

古い化学と工学の文献は、反応エンタルピーや燃料の発熱量に キロカロリー を用いており、そこでは キロジュール と競合するため、注意深く読む必要があります。

運動 について この単位で示される 数値 は しばしば 過大 です。その 理由 は 不正直 さ ではなく 算術 にあります。三十 分 で 300 キロカロリー と報せる 機械 は、ふつう 総 消費 を数えており、座って いた ときでも 体 が燃やした ぶん を含みます。ですから 運動 に帰せられる 上乗せ は もっと 小さい のです。三 つ の 主要 な 栄養 素 も 大きく 異なります。脂質 は 1 グラム あたり およそ 9 キロカロリー、たんぱく 質 と 炭水 化物 は 4、酒 の 成分 は その あいだ の 7 です。食品 の 脂質 の わずかな 違い が 数値 を 大きく 動かす のはそのためです。この 二 点 を分かれば、日々 この単位が生む 混乱 の 大半 が解けます。

1 キロカロリー は、1000 カロリー、4184 ジュール、およそ 1.162 ワット時 に等しくなります。

ワット時（Wh）について

ワット時は、1 ワット の仕事率が 1 時間流れたときに届けられるエネルギー、すなわちちょうど 3600 ジュール にあたる単位です。記号は Wh です。キロワット時 の小銭にあたり、エネルギーの量が千の位で言うには小さすぎる場面で使われます。

おもな縄張りは電池です。ノート型計算機、電話、電動工具、携帯用スピーカーの容量は ワット時 で示され、機器どうしを比べるときに意味をもつのはこの数値です。ふつう セル に印刷されている二つの数を掛け合わせたものだからです。3.7 ボルト で 3000 ミリアンペア時 と書かれた電池はおよそ 11 ワット時 を蓄えており、アンペア時 の数値だけでは、電圧がなければ何の意味もありません。

航空の規則が、この単位を思いがけず世に広めました。100 ワット時 を超える リチウム 電池は、航空会社の承認なしに客室手荷物として持ち込めず、160 ワット時 を超えるものは旅客機からまったく締め出されています。ノート型計算機や カメラ の電池にこの数値が印刷されているのも、携帯用の充電池がしきい値のすぐ下に収まるよう設計されているのも、そのためです。

小規模な発電もこの単位を使います。庭灯の太陽電池、環境から電力を集める センサー、自転車の発電機は、キロワット時 ではなく 1 日あたりの ワット時 を生み出します。電池 1 本で何年も動くように作られた低消費電力の電子回路は、ミリワット時 で見積もられます。

この単位は、キロワット時 に向けられるのと同じ批判を共有します。SI の整合的な仕事率の単位を、SI 以外の時間の単位と組み合わせているからです。厳密に SI で言えば正しい表し方は 3600 ジュール、すなわち 3.6 キロジュール であり、科学の文章は ジュール を使います。それ以外の場所では、機器の定格との実用的なつながりが勝ちます。

蓄電の設備は、家庭用の電池から系統規模の設備まで、同じ出発点から キロワット時、メガワット時 へと段を上がっていくので、この一族全体がひとつの計算を共有しています。

ここ で、よく ある 取り違え を ほどいておきましょう。電池 の 素子 は ふつう アンペア 時 か ミリ アンペア 時 で 表示 されますが、これら は 電荷 を測るもの で エネルギー ではありません。アンペア 時 が 同じ 二 つ の 素子 でも、電圧 が 違えば 蓄える 量 は かなり 異なります。アンペア 時 に 公称 の 電圧 を掛ければ ワット 時 が出ます。3.85 ボルト の 3000 ミリ アンペア 時 の 電話 の 素子 は およそ 11.6 ワット 時 をもちます。機器 どうし の 容量 の 比較 が ワット 時 でしか 意味 をもたない のも、航空 会社 が 上限 を ワット 時 で定めるのも、ミリ アンペア 時 で 宣伝 する 携帯 の 電源 が、自身 の 変換 の 損失 を数えれば その数値ほど 出せない ことがあるのも、その ためです。

1 ワット時 は、3600 ジュール、0.001 キロワット時、およそ 0.86 キロカロリー に等しくなります。