knowledgr.de

Joule

Neues Wissen!

Das Joule (oder manchmal); Symbol J) ist eine abgeleitete Einheit der Energie oder Arbeit im Internationalen System von Einheiten. Es ist der Energie ausgegeben (oder geleistete Arbeit) in der Verwendung einer Kraft von einem Newton durch eine Entfernung von einem Meter gleich (1-Newton-Meter oder N · m), oder im Vorbeigehen ein elektrischer Strom von einem Ampere durch einen Widerstand von einem Ohm seit einer Sekunde. Es wird nach dem englischen Physiker James Prescott Joule (1818-1889) genannt.

In Begriffen erstens Grund-SI-Einheiten und dann in Bezug auf andere SI-Einheiten:

wo N das Newton ist, ist M der Meter, Kg ist das Kilogramm, s ist zweit, Papa ist das Pascal, und W ist das Watt.

Ein Joule kann auch als definiert werden:

Die Arbeit, die erforderlich ist, eine elektrische Anklage von einer Ampere-Sekunde durch einen elektrischen potenziellen Unterschied von einem Volt oder ein '"Ampere-Sekunde-Volt" (C zu bewegen · V). Diese Beziehung kann verwendet werden, um das Volt zu definieren.
Die Arbeit, die erforderlich ist, ein Watt der Macht seit einer Sekunde, oder ein "Watt zu erzeugen, zweit" (W · s) (vergleichen Kilowatt-Stunde). Diese Beziehung kann verwendet werden, um das Watt zu definieren.

Gebrauch

Verwirrung mit dem Newton-Meter

Obwohl das Joule dieselben Dimensionen wie das Newton-Meter hat (1 J = 1 N · M = 1 Kg · M · s) sind diese Einheiten als das Newton-Meter nicht austauschbar (N · m) ist die Einheit des Drehmoments und der Joule die Einheit der Energie. Drehmoment und Energie sind mit einander verbunden, die Gleichung verwendend

:where E ist die Energie, τ ist Umfang des Drehmoments, und θ ist der Winkel bewegt (in radians). Da radians ohne Dimension sind, hieraus folgt dass Drehmoment und Energie dieselben Dimensionen haben.

Der Gebrauch von Newton-Metern für das Drehmoment und Joule für die Energie ist im Helfen nützlich vermeiden Missverständnisse und miscommunications.

Drehmoment und Energie haben dieselbe Dimension, weil sowohl Drehmoment als auch Arbeit (ein Typ der Energie) durch das Multiplizieren einer Kraft durch eine Entfernung berechnet werden können. Jedoch sind die Details in den zwei Fällen ziemlich verschieden. Für das Drehmoment ist die Multiplikation der Kraft und Entfernung ein Vektor-Kreuzprodukt, während für die Arbeit es ein Punktprodukt ist. Außerdem für das Drehmoment ist die beteiligte Entfernung die Länge des Hebel-Arms, während für die Energie es die Entfernung ist, die durch den Gegenstand gereist ist, der die Kraft erlebt.

Praktische Beispiele

Das ein Joule im täglichen Leben ist ungefähr:

die Energie, die erforderlich ist, einen kleinen Apfel ein Meter gerade zu erheben. (Eine Masse von ungefähr 102 g = Kg)
die Energie hat veröffentlicht, wenn dieser derselbe Apfel um einen Meter zum Boden fällt.
die Energie veröffentlicht als Hitze durch eine Person ruhig, jede 1/60. von einer Sekunde.
die kinetische Energie eines 50-Kg-Menschen, der sich sehr langsam (0.2 m/s) bewegt.
die kinetische Energie eines Tennisballs, der sich an 23 kph (14 Meilen pro Stunde) bewegt.

Vielfachen

:For zusätzliche Beispiele, sieh: Größenordnungen (Energie)

Nanojoule

Der nanojoule (nJ) ist millionstem von einem Joule gleich. Ein nanojoule ist über 1/160 der kinetischen Energie eines fliegenden Moskitos.

Mikrojoule

Das Mikrojoule (μJ) ist millionstem von einem Joule gleich. Wie man erwartet, erzeugt Large Hadron Collider (LHC) Kollisionen auf der Ordnung von 1 Mikrojoule (7 TeV) pro Partikel.

Millijoule

Der millijoule (mJ) ist tausendstem von einem Joule gleich.

Kilojoule

Das Kilojoule (kJ) ist eintausend (10) Joule gleich. Außerhalb Nordamerikas sind Nahrungstatsache-Etiketten von denjenigen in den Vereinigten Staaten deutlich verschieden; insbesondere Energie wird gewöhnlich in Standardkilojoule (kJ) aber nicht Kalorien ausgedrückt.

Ein Kilojoule pro Sekunde (1000 Watt) ist ungefähr der Betrag der Sonnenstrahlung, die durch einen Quadratmeter der Erde im vollen Tageslicht erhalten ist.

Megajoule

Das Megajoule (MJ) ist einer Million (10) Joule, oder ungefähr die kinetische Energie eines Ein-Tonne-Fahrzeugs gleich, das sich an 160 kph (100 Meilen pro Stunde) bewegt.

Weil 1-Watt-Zeiten eine Sekunde kommt einem Joule, 1 mit dem Kilowatt stündiger gleich, 1000-Watt-Zeiten 3600 Sekunden, oder 3.6 Megajoule sind.

Gigajoule

Der gigajoule (GJ) ist der einer Milliarde (10) Joule gleich. Sechs gigajoules sind über den Betrag der potenziellen chemischen Energie in einem Barrel Öl, wenn combusted.

Terajoule

Der terajoule (TJ) ist der einer Trillion (10) Joule gleich. Ungefähr 63 terajoules wurden durch die Atombombe veröffentlicht, die über Hiroshima explodiert hat. Die Internationale Raumstation, bei der Vollziehung, mit einer Masse von 450,000 Kg und Augenhöhlengeschwindigkeit von 7.7 km/s, wird eine kinetische Energie von ungefähr 13 terajoules haben.

Petajoule

Der petajoule (PJ) ist 10 Joule gleich. 210 PJ sind zu ungefähr 50 Megatonnen von TNT gleichwertig. Das ist der Betrag der Energie, die vom Zaren Bomba, die größte künstliche Kernexplosion jemals veröffentlicht ist.

Exajoule

Der exajoule (EJ) ist 10 Joule gleich. Das Tōhoku 2011-Erdbeben und der Tsunami in Japan hatten 1.41 EJ der Energie gemäß seinen 9.0 auf der Moment-Umfang-Skala. Die Energie in den Vereinigten Staaten verwendet ist pro Jahr ungefähr 94 EJ.

Zettajoule

Der zettajoule (ZJ) ist 10 Joule gleich. Jährlicher globaler Energieverbrauch ist etwa 0.5 ZJ

Yottajoule

Der yottajoule (YJ) ist 10 Joule gleich. Das ist ungefähr der Betrag der Energie, die erforderlich ist, das komplette Volumen von Wasser auf der Erde durch 1 °Celsius zu heizen.