Unidades de energía: ¿Qué es un julio?

El julio o joule es una unidad básica del Sistema Internacional de Unidades que se utiliza para medir el trabajo, la energía y el calor. Generalmente, se simboliza con la letra «J» y está relacionada con otras unidades, como el newton, el vatio, las calorías y el electronvoltio.

Unidad julio (J): definición

Esta unidad debe su nombre a James Prescott Joule, un físico inglés que realizó distintas aportaciones a la ciencia en el siglo XIX. Entre sus investigaciones destacaron sus trabajos sobre termodinámica, electricidad y energía. 

La medida julio o joule (J) se puede explicar como la cantidad de trabajo que realiza una fuerza constante de un Newton a lo largo de un metro, en la misma dirección. Por lo tanto, un julio equivale a:

1 J = 1 N . m = (Kg . m/s²) . m = (kg . m²) / s²

Además, se puede definir al julio como el trabajo requerido para producir un vatio o potencia durante un segundo (W.s). O como el trabajo que se necesita para mover una carga de un culombio por medio de una tensión de un voltio (V.C).

Equivalencias de la unidad J con otras unidades

Para comprender mejor en qué consiste la unidad J, se pueden tener en cuenta sus equivalencias con otras unidades. Por ejemplo, 1 J equivale a:

• 0,238902957 cal (calorías)
• 1 W·s (vatio·segundo)
• 6,2415 × 1018 eV (electronvoltios)
• 1 C·V (culombio por voltio)
• 1 N·m (newton por metro)
• 0,00987 atm·L (atmósfera por litro)
• 1 Pa·m³ (pascal por metro cúbico)

Usos y ejemplos de la unidad J

El julio se utiliza comúnmente en Física y Química para medir la energía y el calor de un cuerpo. Por ejemplo, en la vida cotidiana, un julio equivale a:

• la energía cinética de una pelota de tenis que se mueve 6 metros por segundo;
• la cantidad de energía necesaria para lanzar un tomate mediano a un metro,
• o la liberación de energía que se produce al reventar el mismo tomate a una altura de un metro;
• la cantidad de electricidad necesaria para encender una lámpara LED de 1 W durante un segundo;
• la energía que libera una persona en reposo durante una centésima de segundo.

Otro caso donde se utiliza la unidad julio, es en la fórmula Q = P x t, donde “Q” es la energía o calor generado (que también se representa con la letra E y se puede medir en julios o calorías), “P” la potencia consumida (que se mide en vatios) y “t” el tiempo transcurrido (medido en segundos). La energía se genera debido a que todos los sistemas tienden, por naturaleza, a buscar un estado de reposo. Por lo tanto, el movimiento de sus partículas será el menor posible. Como, incluso en estado de reposo, los sistemas intercambian energía con lo que les rodea, se puede utilizar el julio para medirla. Debido a que se trata de una unidad muy pequeña, comúnmente se emplean múltiplos de la unidad julio, como:

• kilojulio (kJ): 10³ J
• megajulio (MJ): 10⁶ J
• gigajulio (GJ): 10⁹ J
• terajulio(TJ): 10¹² J

Bibliografía

• Atkins. Química física. 2020 (9na. Edición). Panamericana.
• Petrucci, R. H. Química general, principios y aplicaciones modernas. 2017 (11va. Edición). España. Pearon.
• Lleó, A. & Lleó, L. Gran manual de magnitudes físicas y sus unidades. 2008. España. Editorial Diaz de Santos.