什么是马力?

足以驱动咖啡机或烧开 2.2 加仑的水。
horsepower
唱反调的人。露西·恩格尔曼

据说,1781 年,詹姆斯·瓦特需要说服怀疑论者放弃他们的挽马,购买他的新蒸汽机。为了证明他机器的优越性,他测量了一匹马在圆形轨道上行走以转动磨坊的磨石。他将马匹行走的距离乘以它大约 180 磅的拉力,再除以所需的时间,得出了一个新的度量单位:马力。(他的新引擎的工作量相当于 35 匹劣马,大约相当于今天的骑乘式割草机。)我们仍然用他的数学来销售 F-150,但这感觉有些抽象。所以我们想出了一些新的方法来直观地展示一马力。

一次自行车冲刺

在一次全力冲刺的短暂爆发中,普通骑行者可以勉强输出一马力。专业骑行者可以产生两倍的功率。然而,马匹在持久力方面胜过人类;即使是环法自行车赛的顶尖选手也无法在比赛全程中维持超过零点几马力的功率。

一台咖啡机

在电气工程中,我们用瓦特(以詹姆斯·瓦特的名字命名)来衡量功率。一瓦非常小——只够为一个 LED 小夜灯供电。这就是为什么我们几乎总是以千瓦为单位来讨论,尤其是在电费账单上。不过,一马力,即 746 瓦,足以驱动一台标准的滴漏咖啡机。

一次巨大的硬拉

英尺磅是指将 1 磅的物体提升 1 英尺所需的功。要在极其出汗的一分钟内做 33,000 英尺磅的功,这相当于 1 马力,一匹精力充沛的马可以拖动 10,000 磅的物体提升 3.3 英尺,或者 3.3 磅的物体提升 10,000 英尺,或者(更现实地)330 磅的物体提升 100 英尺。

一场意面派对

拉力(动力)和热量是同一枚硬币的两个面(一枚由能量组成的硬币)。要进行转换,您需要使用英热单位。一个英热单位提供大约一个火柴头的热量(或者更具体地说,一个便士火柴头的热量)。一匹马每小时可以产生 2,545 英热单位,足以烧开 2.2 加仑的室温水(假设盖子很紧,并且在理想的、假想的世界中没有热量损失),这足以烹饪 14 份意面。

定义

功 (n.) 力在距离上所做的量。单位包括英尺磅、千瓦时和英热单位。

能.量 (n.) 做功的能力。有多种形式,包括机械能、热能和电能。

功.率 (n.) 做功的速率,计算方法是完成的功量除以完成该功所需的时间。

该视频声称 BTU 是“英国温度单位”。这是错误的。它代表“英热单位”。

本文最初发表于《大众科学》2018 年 1 月/2 月刊的“动力”特刊。

注意:本文已更新,添加了陈述和调整了子句,以便更清晰。感谢检查我们工作的 Reddit 用户,尽管我们仍然坚持我们低效的烹饪意面的方法。

 

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Sara Chodosh

撰稿人

Sara Chodosh 在《Popular Science》杂志工作了 5 年多,她从编辑助理一路晋升为科学副编辑。在此期间,她逐渐接管了已停刊的杂志的“图表”板块。她对图表的喜爱最终促使她成为《纽约时报》的图形编辑。


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