Unités d’énergie : qu’est-ce qu’un joule ?

Le joule ou joule est une unité de base du Système international d’unités qui sert à mesurer le travail, l’énergie et la chaleur. Il est généralement symbolisé par la lettre « J » et est lié à d’autres unités, telles que le newton, le watt, les calories et l’électron-volt.

Unité Joule (J) : définition

Cette unité doit son nom à James Prescott Joule, un physicien anglais qui a apporté diverses contributions à la science au XIXe siècle. Parmi ses recherches, ses travaux sur la thermodynamique, l’électricité et l’énergie se sont démarqués. 

La mesure joule ou joule ( J ) peut être expliquée comme la quantité de travail qu’une force constante d’un Newton fait le long d’un mètre , dans la même direction. Ainsi, un joule est égal à :

1J = 1N. m = (Kg . m/s ² ) . m = (kg .m ² ) / s ²

De plus, le joule peut être défini comme le travail nécessaire pour produire un watt ou une puissance pendant une seconde (Ws) . Ou comme le travail nécessaire pour déplacer une charge d’un coulomb à travers une tension d’un volt (VC) .

Équivalences de l’unité J avec d’autres unités

Pour mieux comprendre en quoi consiste l’unité J, ses équivalences avec d’autres unités peuvent être prises en compte. Par exemple, 1 J est égal à :

• 0,238902957 cal (calories)
• 1 W s (watt seconde)
• 6,2415 × 1018 eV (électronvolts)
• 1 C V (coulomb par volt)
• 1 N·m (newton par mètre)
• 0,00987 atm L (atmosphère par litre)
• 1 Pa m³ (pascal par mètre cube)

Utilisations et exemples de l’unité J

Le joule est couramment utilisé en physique et en chimie pour mesurer l’énergie et la chaleur d’un corps. Par exemple, dans la vie de tous les jours, un joule équivaut à :

• l’énergie cinétique d’une balle de tennis se déplaçant à 6 mètres par seconde ;
• la quantité d’énergie nécessaire pour lancer une tomate moyenne sur un mètre,
• ou la libération d’énergie produite en faisant éclater la même tomate à une hauteur d’un mètre ;
• la quantité d’électricité nécessaire pour allumer une lampe LED de 1 W pendant une seconde ;
• L’énergie libérée par une personne au repos pendant un centième de seconde.

Un autre cas où l’unité joule est utilisée est dans la formule  Q = P xt , où « Q » est l’énergie ou la chaleur générée (qui est également représentée par la lettre E et peut être mesurée en joules ou calories), « P » la la puissance consommée (mesurée en watts) et « t » le temps écoulé (mesuré en secondes). L’énergie est générée parce que tous les systèmes tendent, par nature, à rechercher un état de repos. Par conséquent, le mouvement de ses particules sera le moins possible. Puisque, même au repos, les systèmes échangent de l’énergie avec leur environnement, le joule peut être utilisé pour la mesurer. Comme il s’agit d’une très petite unité, des multiples de l’unité joule sont couramment utilisés, tels que :

• kilojoule (kJ): 10 ³ J
• mégajoule (MJ): 10 ⁶ J
• gigajoule (GJ): 10 ⁹ J
• térajoule (TJ): 10 ¹² J

Bibliographie

• Atkins. physique-chimie . 2020 (9e édition). Panaméricain.
• Petrucci, R.H. Chimie générale, principes et applications modernes . 2017 (11e édition). Espagne. poire.
• Lleó, A. & Lleó, L. Grand manuel des grandeurs physiques et de leurs unités. 2008. Espagne. Éditorial Diaz de Santos.