Jednostki energii: Co to jest dżul?

Dżul lub dżul to podstawowa jednostka międzynarodowego układu jednostek, która służy do pomiaru pracy, energii i ciepła . Zwykle jest symbolizowany literą „ J ” i jest powiązany z innymi jednostkami, takimi jak niuton, wat, kalorie i elektronowolt.

Jednostka dżula (J): definicja

Jednostka ta zawdzięcza swoją nazwę Jamesowi Prescottowi Joule’owi, angielskiemu fizykowi, który w XIX wieku wniósł różny wkład w naukę. Wśród jego badań wyróżniały się prace z zakresu termodynamiki, elektryczności i energii. 

Miarę dżul lub dżul ( J ) można wytłumaczyć jako ilość pracy, jaką stała siła jednego Newtona wykonuje wzdłuż jednego metra w tym samym kierunku. Dlatego jeden dżul jest równy:

1J = 1N. m = (Kg.m/s2 ⁾ . m = (kg .m ² ) / s ²

Ponadto dżul można zdefiniować jako pracę wymaganą do wytworzenia jednego wata lub mocy przez jedną sekundę (Ws) . Lub jako pracę potrzebną do przeniesienia ładunku jednego kulomba przez napięcie jednego wolta (VC) .

Odpowiedniki jednostki J z innymi jednostkami

Aby lepiej zrozumieć, z czego składa się jednostka J, można wziąć pod uwagę jej odpowiedniki z innymi jednostkami. Na przykład 1 J jest równe:

• 0.238902957 kcal (kalorie)
• 1 Ws (watosekunda)
• 6,2415 × 1018 eV (elektronowolty)
• 1 CV (kulomb na wolt)
• 1 Nm (niuton na metr)
• 0,00987 atm L (atmosfera na litr)
• 1 Pa·m³ (paskal na metr sześcienny)

Zastosowania jednostek J i przykłady

Dżul jest powszechnie używany w fizyce i chemii do pomiaru energii i ciepła ciała. Na przykład w życiu codziennym jeden dżul jest równy:

• energia kinetyczna piłki tenisowej poruszającej się z prędkością 6 metrów na sekundę;
• ilość energii potrzebna do rzucenia średniego pomidora na metr,
• lub uwolnienie energii wytwarzanej przez rozerwanie tego samego pomidora na wysokości jednego metra;
• ilość energii elektrycznej potrzebna do zapalenia lampy LED o mocy 1 W przez jedną sekundę;
• Energia uwalniana przez osobę w stanie spoczynku przez jedną setną sekundy.

Innym przypadkiem, w którym używana jest jednostka dżul, jest wzór  Q = P xt , gdzie „Q” to wytwarzana energia lub ciepło (które jest również reprezentowane przez literę E i może być mierzone w dżulach lub kaloriach), „P” oznacza pobrana moc (mierzona w watach) i „t” czas, który upłynął (mierzony w sekundach). Energia jest generowana, ponieważ wszystkie systemy z natury dążą do stanu spoczynku. Dlatego ruch jego cząstek będzie jak najmniejszy. Ponieważ nawet w stanie spoczynku systemy wymieniają energię z otoczeniem, do jej pomiaru można użyć dżula. Ponieważ jest to bardzo mała jednostka, powszechnie stosuje się wielokrotności jednostki dżula, takie jak:

• kilodżul (kJ): 10 ³ J
• megadżul (MJ): 10 ⁶ J
• gigadżul (GJ): 10 ⁹ J
• teradżul (TJ): 10 ¹² J

Bibliografia

• Atkinsa. chemia fizyczna . 2020 (9. edycja). Panamerykański.
• Petrucci, RH General Chemistry, Zasady i nowoczesne zastosowania . 2017 (wydanie 11.). Hiszpania. gruszka.
• Lleó, A. & Lleó, L. Wielki podręcznik wielkości fizycznych i ich jednostek. 2008. Hiszpania. Redakcja Diaz de Santos.