Unità di energia: cos’è un joule?

Il joule o joule è un’unità di base del Sistema internazionale di unità che viene utilizzato per misurare il lavoro, l’energia e il calore. È generalmente simboleggiato dalla lettera « J » ed è correlato ad altre unità, come il newton, il watt, le calorie e l’elettronvolt.

Unità Joule (J): definizione

Questa unità deve il suo nome a James Prescott Joule, un fisico inglese che diede vari contributi alla scienza nel XIX secolo. Tra le sue indagini spiccano i suoi lavori sulla termodinamica, l’elettricità e l’energia. 

La misura joule o joule ( J ) può essere spiegata come la quantità di lavoro che compie una forza costante di un Newton lungo un metro , nella stessa direzione. Pertanto, un joule è uguale a:

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

Inoltre, il joule può essere definito come il lavoro richiesto per produrre un watt o potenza per un secondo (Ws) . O come il lavoro necessario per spostare una carica di un coulomb attraverso una tensione di un volt (VC) .

Unità J equivalenze con altre unità

Per capire meglio in cosa consiste l’unità J, si possono prendere in considerazione le sue equivalenze con altre unità. Ad esempio, 1 J è uguale a:

• 0.238902957 cal (calorie)
• 1 W s (watt secondo)
• 6,2415 × 1018 eV (elettronvolt)
• 1 CV (coulomb per volt)
• 1 Nm (newton per metro)
• 0,00987 atm L (atmosfera per litro)
• 1 Pa m³ (pascal per metro cubo)

Usi ed esempi dell’unità J

Il joule è comunemente usato in fisica e chimica per misurare l’energia e il calore di un corpo. Ad esempio, nella vita di tutti i giorni, un joule è uguale a:

• l’energia cinetica di una pallina da tennis che si muove a 6 metri al secondo;
• la quantità di energia necessaria per lanciare un pomodoro medio di un metro,
• o il rilascio di energia prodotta facendo scoppiare lo stesso pomodoro ad un’altezza di un metro;
• la quantità di elettricità necessaria per accendere una lampada LED da 1 W per un secondo;
• L’energia rilasciata da una persona a riposo per un centesimo di secondo.

Un altro caso in cui si usa l’unità joule è nella formula  Q = P xt , dove “Q” è l’energia o il calore generato (rappresentato anche dalla lettera E e misurabile in joule o calorie), “P” la potenza consumata (misurata in watt) e “t” il tempo trascorso (misurato in secondi). L’energia si genera perché tutti i sistemi tendono, per natura, a ricercare uno stato di quiete. Pertanto, il movimento delle sue particelle sarà il minimo possibile. Poiché anche in uno stato di quiete i sistemi scambiano energia con l’ambiente circostante, il joule può essere utilizzato per misurarla. Poiché si tratta di un’unità molto piccola, vengono comunemente utilizzati multipli dell’unità joule, ad esempio:

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

Bibliografia

• Atkins. chimica fisica . 2020 (9a edizione). Pan Americano.
• Petrucci, RH Chimica generale, principi e applicazioni moderne . 2017 (undicesima edizione). Spagna. peron.
• Lleó, A. & Lleó, L. Grande manuale delle grandezze fisiche e delle loro unità. 2008. Spagna. Editoriale Díaz de Santos.