SCIENCE 3D | 에너지의 단위 (줄 · 칼로리

무슨 일이 일어났나

에너지 · 일 · 열량의 SI 단위는 줄(J)이고 1 J = 1 N·m 이며, 일률의 단위 와트(W)는 1 초에 1 J(J/s)입니다(NIST SP 811).

열화학 칼로리는 1 cal = 4.184 J, 영양에서 쓰는 «칼로리»(킬로칼로리)는 4,184 J 이고, 1 kWh 는 1 kW 를 한 시간 낸 에너지로 3.6 MJ 입니다(NIST · EIA).

시뮬레이터에서 2,000 W 를 1,800 초 켜면 3.60 MJ 이 들어가 1.00 kWh, 860 kcal 로 함께 읽힙니다 — 숫자는 크게 달라 보여도 모두 같은 양입니다.

국제 증기표 칼로리(1 cal_IT = 4.1868 J)처럼 이름이 같아도 값이 조금 다른 칼로리가 있어, NIST 표는 어느 칼로리인지 나눠 적습니다.

💡 생활 속 예시

전기 요금 고지서의 사용량 300 kWh 를 줄로 바꾸면 1.08 × 10⁹ J 로, 숫자가 너무 커서 요금에는 kWh 를 씁니다.
과자 봉지의 «200 kcal» 는 약 837 kJ 로, 같은 에너지를 음식에서는 kcal, 전기에서는 kWh 라는 다른 자로 잴 뿐입니다.

🙅 오해 깨기오해 모음 보기

식품 포장의 «칼로리» 는 과학책의 칼로리(cal)와 크기가 같다.
NIST 표에서 영양에 쓰는 칼로리(kilogram calorie, nutrition)는 4.184 × 10³ J 로, 열화학 칼로리 1 cal(4.184 J)의 1,000 배입니다. 포장의 1 칼로리는 1 kcal 입니다. 출처
kW 와 kWh 는 같은 것을 다르게 쓴 것이다.
EIA 는 1 kWh 를 1 kW 를 한 시간 동안 낸 에너지라고 설명합니다. kW 는 1 초에 쓰는 빠르기(일률)이고, kWh 는 그 빠르기에 쓴 시간을 곱한 에너지의 양입니다. 출처

누가 왜 찾았나

제임스 프레스콧 줄(James Prescott Joule, 1818–1899)은 1840 년대에 집안 양조장의 펌프와 젓개를 가장 효율 좋게 돌리는 방법을 찾다가 실험을 시작했습니다(Science Museum). 그는 물갈퀴와 열량계로 물을 휘저어 열과 역학적 일이 모두 에너지의 꼴임을 보였고, 1840 년대 초에 처음으로 열의 일당량을 쟀습니다. 열과 일이 같은 에너지이기에, 오늘날 열(cal)과 일(J)을 1 cal = 4.184 J 처럼 하나의 자로 바꿔 잴 수 있습니다.

확인된 값

에너지 · 일 · 열량의 SI 단위 — 줄(J) = N·m = m²·kg·s⁻² (NIST SP 811 표 3): J = N·m 출처
일률의 SI 단위 — 와트(W) = J/s: W = J/s 출처
열화학 칼로리 1 cal_th = 4.184 J (정확한 값): 4.184 J 출처
국제 증기표 칼로리 1 cal_IT = 4.1868 J: 4.1868 J 출처
1 kWh = 3.6 MJ: 3.6 MJ 출처
1 Wh = 3,600 J: 3600 J 출처
1 kWh 는 1 kW 를 한 시간 동안 낸 에너지 (EIA): 1 kW for 1 h 출처
제임스 프레스콧 줄 (1818–1899) — 샐퍼드 양조업자의 아들 (Science Museum): 1818 출처
1840 년대 양조장 펌프 · 젓개를 가장 효율 좋게 돌리는 방법을 찾기 시작했다: 1840s 출처
물갈퀴와 열량계로 열과 역학적 일이 둘 다 에너지의 꼴임을 보였다: heat and work are both energy 출처
1840 년대 초 열의 일당량을 처음 정한 물갈퀴 (복제품): early 1840s 출처

교육과정에서는

한국 2022 · 통합과학1 · 과학의 기초 [10통과1-01-02]
잉글랜드 · KS3 Physics: Calculation of fuel uses and costs in the domestic context

출처

https://www.nist.gov/pml/special-publication-811/nist-guide-si-chapter-4-two-classes-si-units-and-si-prefixes(확인 2026-11-12)
https://www.nist.gov/pml/special-publication-811/nist-guide-si-appendix-b-conversion-factors/nist-guide-si-appendix-b9(확인 2026-11-12)
https://www.eia.gov/energyexplained/electricity/measuring-electricity.php(확인 2026-11-12)
https://collection.sciencemuseumgroup.org.uk/objects/co8404651/paddlewheel-replica(확인 2026-11-12)

이어서 보기

쓸모 있게 쓰인 몫 (에너지 효율)

에너지의 단위 (줄 · 칼로리 · 킬로와트시)