エネルギーの単位: ジュールとは?

ジュールまたはジュールは、仕事、エネルギー、熱の測定に使用される国際単位系の基本単位です。一般的には « J »という文字で表され、ニュートン、ワット、カロリー、電子ボルトなどの他の単位に関連付けられています。

ジュール単位 (J): 定義

このユニットの名前は、19 世紀に科学にさまざまな貢献をした英国の物理学者、ジェームズ プレスコット ジュールに由来しています。彼の調査の中で、熱力学、電気、エネルギーに関する彼の研究は際立っていました。 

メジャージュールまたはジュール( J )は、1 ニュートンの一定の力が 1 メートルに沿って同じ方向に行う仕事の量として説明できます。したがって、1 ジュールは次のようになります。

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

さらに、ジュールは、1 秒間に 1 ワットまたは電力を生成するのに必要な仕事 (Ws) として定義できます。または、1 クーロンの電荷を 1 ボルト (VC) の電圧で移動するのに必要な仕事として。

他のユニットとのユニット J の同等性

ユニット J が何で構成されているかをよりよく理解するために、他のユニットとの同等性を考慮することができます。たとえば、1 J は次のようになります。

• 0.238902957cal（カロリー）
• 1 W s (ワット秒)
• 6.2415 × 1018 eV (電子ボルト)
• 1 CV (クーロン/ボルト)
• 1 N·m (ニュートン毎メートル)
• 0.00987 atm L (大気圧/リットル)
• 1 Pa m³ (​​立方メートルあたりのパスカル)

Jユニットの使用例

ジュールは、物理学と化学で、体のエネルギーと熱を測定するために一般的に使用されます。たとえば、日常生活では、1 ジュールは次のようになります。

• 毎秒 6 メートルで移動するテニス ボールの運動エネルギー。
• 中型のトマトを 1 メートル投げるのに必要なエネルギー量
• または、同じトマトを1メートルの高さで破裂させることによって生成されるエネルギーの放出。
• 1WのLEDランプを1秒間点灯させるのに必要な電力量。
• 人が静止しているときに 100 分の 1 秒間放出されるエネルギー。

単位ジュールが使用されるもう 1 つのケースは、式 Q = P xtです。ここで、「Q」は生成されたエネルギーまたは熱 (文字 E で表され、ジュールまたはカロリーで測定できます)、「P」は生成されたエネルギーまたは熱です。消費電力（ワットで測定）と経過時間（秒で測定）「t」。エネルギーが生成されるのは、すべてのシステムが本来、安静状態を求める傾向があるためです。したがって、その粒子の動きは可能な限り少なくなります。静止状態であっても、システムは周囲とエネルギーを交換するため、ジュールを使用して測定できます。これは非常に小さな単位であるため、次のように単位ジュールの倍数が一般的に使用されます。

• キロジュール(kJ): 10 ³ J
• メガジュール(MJ): 10 ⁶ J
• ギガジュール(GJ): 10 ⁹ J
• テラジュール(TJ): 10 ¹² J

参考文献

• アトキンス。物理化学。2020 年（第 9 版）。パンアメリカン。
• Petrucci, R.H. General Chemistry, Principles and Modern Applications . 2017 年（第 11 版）。スペイン。ピアロン。
• Lleó, A. & Lleó, L.物理量とその単位の優れたマニュアル。2008. スペイン。エディトリアル ディアス デ サントス。