近日看见一篇谈节约能源的文章,其中提到某种节能材料“如果安装在一栋三层楼建筑上,每年可节省100兆瓦的电”。我觉得这位作者错把功率单位“瓦”当成用电量多少的计量单位了。
瓦是瓦特的简称。十八世纪苏格兰工程师詹姆斯?瓦特改进了纽可曼蒸汽机,提高了蒸汽机的效率,为工业革命作出了贡献。后人为了纪念他,用他的名字来命名功率单位,叫做瓦特。
这里帮大家复习一些中学物理里的概念。先说做功。当一个力作用在物体上,使物体在力的方向上通过了一段距离,就说这个力对物体做了功。在生活中,用力把小车推动一段距离,把一桶水拎到楼上,都是做功。
功的单位是焦耳(J)。如果作用力是1牛顿(N),物体移动的距离是1米(m),则这个力做了1焦耳的功。
我们往往需要了解做功的快慢,即做功的本领的大小,于是就引入了功率的概念。功率是指单位时间内做功的多少。最常用的功率单位就是瓦特(简称瓦,w),1瓦特=1焦耳/秒。如果一个机械能在1秒钟内做1焦耳的功,那它的功率就是1瓦。
有时瓦这个单位太小,于是就引入了千瓦的概念,1千瓦=1,000瓦。千瓦(kw)以前还可以写成瓩,但现在这种写法已经淘汰了。
瓦和千瓦是大家很熟悉的。例如说一盏电灯是100瓦的,音响设备的输出功率是500瓦,一台电动机的功率是5千瓦,等等。
我们常听到的另一个功率单位是马力,例如一台汽车发动机的功率是100匹马力。有趣的是马力的量词匹跟马的量词是一样的(汉语里的量词的用法是很严格的,要说一条狗,一头牛,一尾鱼,等等)。1马力=75千克力-米/秒,大约等于0.735千瓦。还记得吗,1千克力=9.8牛顿。
一匹成年马的功率大约是0.4至0.6匹马力。常用的割草机的汽油发动机大约是4-6匹马力。所以现代机械的力气要比马大得多了。
再回到本文开头。现在大家可以知道,说用电量是多少瓦是不对的。如果把原文里的瓦换成电量单位瓦-小时,假定那栋三层楼房是指独栋的普通家庭住宅,假定兆表示一百万,那一年用电100兆瓦-小时就是10万千瓦-小时,即一个家庭一年的空调用10万度电。这个数字还太大。根据能找到的统计资料,加拿大、美国一个家庭一年用11,000度电(包括取暖、空调、照明、煮饭、洗衣、烘干、冰箱等),英国4,600度,德国3,300度。