Joule

joule
Birim sistemi	SI türetilmiş birimi
Birim	Enerji
Sembol	J
Adlı sonra	James Prescott Joule
Birim dönüşümleri
1 J ...	... eşittir ...
SI temel birimi	kg⋅m2⋅s−2
CGS birimi	7007100000000000000♠1×107 erg
Kilovat saat	6993277999999999999♠2.78×10−7 kW⋅h
kilocalories (termokimyasal)	6996239000000000000♠2.390×10−4 kcalth
BTUs	7000100019294828376♠9.48×10−4 BTU
elektronvolt	6999999758127888000♠6.24×1018 eV

joule (/dʒaʊl, dʒuːl/ jawl-,_-jool; sembol: J) Uluslararası Birimler Sisteminde türetilmiş bir enerji birimidir. Bir Newton'un kuvveti, bir nesnenin (1 Newton metre veya N⋅m) mesafeden kuvvetin hareketi doğrultusunda hareket ettiği zaman, bir nesneye aktarılan (veya üzerinde yapılan) bir nesneye eşittir. Aynı zamanda, bir amperlik bir elektrik akımı bir ohm'luk bir dirençten bir saniye boyunca geçtiğinde, ısı olarak dağılan enerjidir. İngiliz fizikçi James Prescott Joule (1818-1889) ismini almıştır.

Öncelikle baz SI birimleri ve daha sonra diğer SI birimleri açısından, aşağıda bir joule tanımlanmıştır; burada kg, kilogram, m metre, s saniye, N newton, Pa paskal, W ise watt, C, coulomb ve V, volt'tur:

${\text{J}}={\frac {{\text{kg}}{\cdot }{\text{m}}^{2}}{{\text{s}}^{2}}}={\text{N}}{\cdot }{\text{m}}={\text{Pa}}{\cdot }{\text{m}}^{3}={\text{W}}{\cdot }{\text{s}}={\text{C}}{\cdot }{\text{V}},$

Bir joule ayrıca şu şekilde tanımlanabilir:

• Bir coulomb'un elektrik yükünü bir volt veya bir coulomb-volt (C⋅V) elektriksel potansiyel farkı ile hareket ettirmek için gereken iş. Bu ilişki volt'u tanımlamak için kullanılabilir.
• Bir saniye veya bir watt saniye (W⋅s) için bir watt güç üretmek için gereken iş (kilovat-saat - 3.6 megajoule karşılaştırın). Bu ilişki watt'ı tanımlamak için kullanılabilir.

Joule, James Prescott Joule'den sonra adı kullanıldı. Bir kişi için adlandırılan her bir SI biriminde olduğu gibi, sembolü büyük harf (J) ile başlar, ancak tam olarak yazıldığında, ortak bir ismin büyük harf kullanımı kurallarını izler; yani, "joule" bir cümlenin başında ve başlıklar halinde büyük harfle yazılır, ancak aksi halde küçük harf olur.

Tarihçe

Cgs sistemi 1881'de ilk Uluslararası Elektrik Kongresi'nde resmi olarak ilan edildi. Erg 1882'de enerji birimi olarak kabul edildi. Wilhelm Siemens, açılışını yaptığı konuşmada İngiliz İlerleme Derneği (23 Ağustos 1882) başkanı olarak yaptığı konuşmada, Joule'yi ilk önce 107 erg eşdeğer cgs biriminde, Amper ve Ohm elektromanyetik birimlerinden türetilecek bir ısı birimi olarak önerdi. Birimin, James Prescott Joule (1818-1889) onuruna, emekli ancak hala yaşayan (63 yaşında) şerefine Siemens isminden kaynaklanmaktadır:

İkinci Uluslararası Elektrik Kongresi'nde 31 Ağustos 1889'da, joule resmen watt ve quadrant ile birlikte kabul edildi (daha sonra henry olarak değiştirildi). Joule aynı yıl 11 Ekim 1889'da öldü. Dördüncü kongrede (1893), "uluslararası Amper" ve "uluslararası Ohm" tanımları, ölçümlerinde spesifikasyonlarda küçük değişiklikler yapıldı ve "uluslararası Joule", onlardan türetilen birim olarak tanımlandı.

1935 yılında, Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (Uluslararası Elektrik Kongresi'nin halefi kuruluşu olarak), manyetik sabit için tanımlanmış bir değer üstlenerek, aynı zamanda Joule'nin yeniden tanımlanmasını ima eden "Giorgi sistemini" kabul etti. Giorgi sistemi, 1946'da Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Komitesi tarafından onaylandı. Joule artık elektromanyetik birime dayalı olarak tanımlanmadı, bunun yerine 1 metrelik bir mesafe boyunca bir kuvvet birimi (henüz newton olarak adlandırılmayan) tarafından gerçekleştirilen iş birimi olarak tanımlandı. Joule açıkça hem elektromanyetik hem de mekanik bağlamlarda kullanılacak enerji birimi olarak tasarlanmıştı. 1948'de, dokuzuncu Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansında tanımın onaylanması, joule'nin kalorimetri bağlamında ısı birimi olarak da tercih edileceği belirtimini ekledi ve böylece kalorinin kullanımını resmen mahrum etti. Bu tanım, 1960 yılında modern Uluslararası Birimler Sisteminde kabul edildiği gibi joule'nin doğrudan öncüsü idi.

Joule'nin J=kg⋅m²⋅s^-2 olarak tanımlanması 1946’dan bu yana değişmeden kalmıştır, ancak joule türetilmiş bir ünite olarak, saniye (1960 ve 1967’de) metre (1983’teki) ve kilogram (2019'da) tanımlarındaki değişiklikleri miras almıştır.

Pratik örnekler

Günlük yaşamda bir joule yaklaşık olarak temsil eder:

• Orta boy bir domatesin 1 metreye (3 ft3 inç) kadar kaldırılması için gereken enerji (domatesin yaklaşık 100 gram (3,5 oz) bir kütleye sahip olduğunu varsayalım).
• Aynı domates bir metreye düştüğünde ortaya çıkan enerji.
• 1 kg 'lık bir kütle ile 1 m⋅s⁻²' de 1 kg kütleyi hızlandırmak için gereken enerji.
• 1 g suyun sıcaklığını 0,24° C artırmak için gereken ısı
• Her 1/60 saniyede bir istirahat halindeki bir kişi tarafından ısı olarak açığa çıkan tipik enerji (yaklaşık 17 ms)
• 50 kg'lık bir insanın kinetik enerjisi çok yavaş hareketi (0,2 m/s veya 0,72 km/s).
• 56 g tenis topunun kinetik enerjisi, 6 m/s'de (22 km/s) hareketi.
• Kütlesi 2 kg olan bir nesnenin kinetik enerjisi 1 m/s'de hareketi.
• 1 W LED'i 1 saniye boyunca yakmak için gereken elektrik miktarı.

Joule aynı zamanda watt-saniye olduğundan ve evlere elektrik satışı için kullanılan ortak birim kW⋅h (kilowatt-saat) olduğundan, bir kW⋅h 1000 W × 3600 s = 3.6 MJ (megajoule) olur.

Katları

SI joule katları (J) Altbirimler Katlar Deger SI sembol Adı Değer SI sembol Adı 10−1 J dJ desijoule 101 J daJ dekajoule 10−2 J cJ santijoule 102 J hJ hektojoule 10−3 J mJ millijoule 103 J kJ kilojoule 10−6 J µJ mikrojoule 106 J MJ megajoule 10−9 J nJ nanojoule 109 J GJ gigajoule 10−12 J pJ pikojoule 1012 J TJ terajoule 10−15 J fJ femtojoule 1015 J PJ petajoule 10−18 J aJ attojoule 1018 J EJ exajoule 10−21 J zJ zeptojoule 1021 J ZJ zettajoule 10−24 J yJ yoctojoule 1024 J YJ yottajoule Ortak katlar kalın ile belirtilmiş

Yoctojoule

Yoctojoule (yJ), bir joule'nin (10⁻²⁴) eşittir.

Zeptojoule

Zeptojoule (zJ), bir joule'nin bir seksilotuna (10^-21) eşittir. 160 zeptojoule yaklaşık bir elektron voltajıdır.

Oda sıcaklığında bir miktar değişiklik yapmak için gereken minimum enerji - yaklaşık 2.75 zJ - Landauer sınırı tarafından verilir.

Attojoule

Attojoule (aJ) bir joule (10⁻¹⁸) eşittir.

Femtojoule

Femtojoule (fJ) bir joule (10^-15) eşittir.

Picojoule

Pikojoül (pJ), bir joule 'un trilyonunda birine (10⁻¹²) eşittir.

Nanojoule

Nanojoule (nJ), bir joule'nin milyarda birine (10⁻⁹) eşittir. 160 nanojoule uçan bir sivrisineklerin kinetik enerjisidir yaklaşık olarak.

Microjoule

Mikrojoule (μJ), bir joule'nin bir milyonda birine (10⁻⁶) eşittir. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC), partikül başına mikrojoule düzeninin (7 TeV) çarpışmalarını sağlar....

Millijoule

Millijoule (mJ), bir joule'nin binde birine (10⁻³) eşittir.

Kilojoule

Kilojoule (kJ), bin (10³) joule eşittir. Çoğu ülkedeki beslenme gıda etiketleri, enerjiyi kilojoule (kJ) cinsinden ifade eder.

Megajoule

Megajoule (MJ), bir milyon (10⁶) joule ya da yaklaşık 161 km/s hızla hareket eden bir megagram (ton) aracın kinetik enerjisine eşittir.

Sabit basınçta 10 litre sıvı su ısıtmak için gereken enerji 0° C (32° F) ila 100° C (212° F) yaklaşık 4,2 MJ'dir.

Bir kilowatt saatlik elektrik 3.6 megajouldur.

Gigajoule

Gigajoule (GJ), bir milyar (10⁹) joule eşittir. 6 GJ, 1 varil (159 l) ham petrolün yakılmasının kimyasal enerjisi . 2 GJ, Planck enerji birimi yaklaşık.

Terajoule

terajoule (TJ) bir trilyon (10¹²) joule eşittir; veya yaklaşık 0.278 GWh (genellikle enerji tablolarında kullanılır). Hiroşima'da patlayan atom bombası yaklaşık 63 TJ enerji açığa çıkattı.

Petajoule

Petajoule (PJ) bir katrilyon (10¹⁵) joule eşittir. 210 PJ, şimdiye kadar yapılmış en büyük insan patlaması olan Tsar Bomba tarafından salınan enerji miktarı olan yaklaşık 50 megaton TNT'dir.

Exajoule

Exajoule (EJ), bir kentilyon (10¹⁸) joule eşittir.

Zettajoule

Zettajoule (ZJ), bir sextilyon (10²¹) joule eşittir.

Yottajoule

Yottajoule (YJ), bir septilyon (10²⁴) joule eşittir.