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Das Joule oder Joule ist eine Grundeinheit des Internationalen Einheitensystems, die zur Messung von Arbeit, Energie und Wärme verwendet wird. Es wird im Allgemeinen durch den Buchstaben „ J “ symbolisiert und steht in Beziehung zu anderen Einheiten wie Newton, Watt, Kalorien und Elektronenvolt.
Joule-Einheit (J): Definition
Diese Einheit verdankt ihren Namen James Prescott Joule, einem englischen Physiker, der im 19. Jahrhundert verschiedene Beiträge zur Wissenschaft leistete. Unter seinen Untersuchungen ragten seine Arbeiten über Thermodynamik, Elektrizität und Energie heraus.
Das Maß Joule oder Joule ( J ) lässt sich als die Menge an Arbeit erklären, die eine konstante Kraft von einem Newton auf einem Meter in die gleiche Richtung verrichtet. Daher ist ein Joule gleich:
1J = 1N. m = (kg . m/s 2 ) . m = (kg . m 2 ) / s 2
Darüber hinaus kann das Joule als die Arbeit definiert werden, die erforderlich ist, um ein Watt oder eine Leistung für eine Sekunde (Ws) zu erzeugen . Oder wie die Arbeit, die erforderlich ist, um eine Ladung von einem Coulomb durch eine Spannung von einem Volt (VC) zu bewegen .
Einheit J Äquivalenzen mit anderen Einheiten
Um besser zu verstehen, woraus die Einheit J besteht, können ihre Äquivalenzen mit anderen Einheiten berücksichtigt werden. Zum Beispiel ist 1 J gleich:
- 0,238902957 cal (Kalorien)
- 1 Ws (Wattsekunde)
- 6,2415 × 1018 eV (Elektronenvolt)
- 1 CV (Coulomb pro Volt)
- 1 Nm (Newton pro Meter)
- 0,00987 atm L (Atmosphäre pro Liter)
- 1 Pa m³ (Pascal pro Kubikmeter)
Anwendungen und Beispiele für J-Einheiten
Das Joule wird üblicherweise in Physik und Chemie verwendet, um die Energie und Wärme eines Körpers zu messen. Im Alltag entspricht ein Joule zum Beispiel:
- die kinetische Energie eines Tennisballs, der sich mit 6 Metern pro Sekunde bewegt;
- die Energiemenge, die benötigt wird, um eine mittelgroße Tomate einen Meter weit zu werfen,
- oder die Freisetzung von Energie, die durch das Platzen derselben Tomate in einer Höhe von einem Meter entsteht;
- die Menge an Strom, die erforderlich ist, um eine 1-W-LED-Lampe eine Sekunde lang zum Leuchten zu bringen;
- Die Energie, die eine Person in Ruhe für eine Hundertstelsekunde freisetzt.
Ein weiterer Fall, in dem die Einheit Joule verwendet wird, ist in der Formel Q = P xt , wobei „Q“ die erzeugte Energie oder Wärme ist (die auch durch den Buchstaben E dargestellt wird und in Joule oder Kalorien gemessen werden kann), „P“ die Stromverbrauch (gemessen in Watt) und „t“ die verstrichene Zeit (gemessen in Sekunden). Die Energie wird erzeugt, weil alle Systeme von Natur aus dazu neigen, einen Ruhezustand zu suchen. Daher wird die Bewegung seiner Partikel so gering wie möglich sein. Da Systeme auch im Ruhezustand Energie mit ihrer Umgebung austauschen, lässt sich diese mit dem Joule messen. Da es sich um eine sehr kleine Einheit handelt, werden häufig Vielfache der Einheit Joule verwendet, wie zum Beispiel:
- Kilojoule (kJ): 10 3 J
- Megajoule (MJ): 10 6 J
- Gigajoule (GJ): 10 9 J
- Terajoule (TJ): 10 12 J
Literaturverzeichnis
- Atkins. Physikalische Chemie . 2020 (9. Auflage). Panamerikanisch.
- Petrucci, R.H. Allgemeine Chemie, Prinzipien und moderne Anwendungen . 2017 (11. Auflage). Spanien. Birne.
- Lleó, A. & Lleó, L. Großes Handbuch der physikalischen Größen und ihrer Einheiten. 2008. Spanien. Leitartikel Díaz de Santos.