日常生活の食品表示や温熱環境でおなじみの単位「カロリー（cal）」と「ジュール（J）」の間には、明確な換算比率が存在します。
【カロリーとジュールの換算式】 1cal ≒ 4.184J （教育現場や概算では 1cal ≒ 4.2J）
カロリーは歴史的に「水1gの温度を1℃上げるために必要な熱量」として定義されました。一方、力学的な仕事から熱を発生させる実験を積み重ねた結果、水1gを1℃上昇させるには約4.2Jの力学的エネルギーが必要であることが証明されました。これが「ジュールの仕事当量」と呼ばれる数値です。
現在、国際規格（SI）ではエネルギーの単位をジュールに統一する方針が採られていますが、日本の栄養学や一部の熱量表記では慣用的にカロリーが併記されています。水$m$（g）の温度を$\Delta T$（℃）上昇させる熱量を求める際は、以下のステップで換算します。
- カロリーで算出：$Q(\text{cal}) = \text{水の質量(g)} \times \text{上昇温度(℃)}$
- ジュールへ換算：$Q(\text{J}) = Q(\text{cal}) \times 4.2$
水100gの温度を10℃上げる場合、必要な熱量は「$100 \times 10 = 1,000\text{cal}$」となり、ジュールに直すと「$1,000 \times 4.2 = 4,200\text{J}$」となります。
