หน่วยของพลังงาน: จูลคืออะไร?

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


จูหรือจูลเป็นหน่วยพื้นฐานของระบบหน่วยสากลที่ใช้วัดงาน พลังงาน และความร้อน โดยทั่วไปจะมีสัญลักษณ์เป็นตัวอักษร ” J ” และเกี่ยวข้องกับหน่วยอื่นๆ เช่น นิวตัน วัตต์ แคลอรี และอิเล็กตรอนโวลต์

หน่วยจูล (J): คำจำกัดความ

หน่วยนี้เป็นชื่อของ James Prescott Joule นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษผู้มีส่วนสนับสนุนด้านวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่ 19 ท่ามกลางการสืบสวนของเขา ผลงานของเขาเกี่ยวกับอุณหพลศาสตร์ ไฟฟ้า และพลังงานมีความโดดเด่น 

หน่วยวัดจูลหรือจูล ( J ) สามารถอธิบายได้ว่าเป็นปริมาณงานที่แรงคงที่หนึ่งนิวตันกระทำต่อหนึ่งเมตรในทิศทางเดียวกัน ดังนั้น หนึ่งจูลจึงเท่ากับ:

1J = 1N m = (กก. m/s 2 ) . ม. = (กก. ม. 2 ) / วินาที2

นอกจากนี้จูลยังสามารถกำหนดเป็นงานที่จำเป็นในการผลิตหนึ่งวัตต์หรือพลังงานหนึ่งวินาที (Ws ) หรือเป็นงานที่ต้องย้ายประจุหนึ่งคูลอมบ์ผ่านแรงดันหนึ่งโวลต์ (VC )

หน่วย J เทียบเท่ากับหน่วยอื่น ๆ

เพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าหน่วย J ประกอบด้วยอะไร สามารถพิจารณาความเทียบเท่ากับหน่วยอื่นๆ ได้ ตัวอย่างเช่น 1 J เท่ากับ:

  • 0.238902957 แคลอรี่ (แคลอรี่)
  • 1 Ws (วัตต์วินาที)
  • 6.2415 × 1018 eV (อิเล็กตรอนโวลต์)
  • 1 CV (คูลอมบ์ต่อโวลต์)
  • 1 N·m (นิวตันต่อเมตร)
  • 0.00987 atm L (บรรยากาศต่อลิตร)
  • 1 Pa m³ (ปาสคาลต่อลูกบาศก์เมตร)

การใช้หน่วย J และตัวอย่าง

จูลมักใช้ในวิชาฟิสิกส์และเคมีเพื่อวัดพลังงานและความร้อนของร่างกาย ตัวอย่างเช่น ในชีวิตประจำวัน หนึ่งจูลมีค่าเท่ากับ:

  • พลังงานจลน์ของลูกเทนนิสเคลื่อนที่ 6 เมตรต่อวินาที
  • ปริมาณพลังงานที่ต้องใช้ในการขว้างมะเขือเทศขนาดกลางหนึ่งเมตร
  • หรือการปล่อยพลังงานที่เกิดจากการระเบิดมะเขือเทศลูกเดียวกันที่ความสูงหนึ่งเมตร
  • ปริมาณไฟฟ้าที่ต้องใช้ในการจุดหลอดไฟ LED 1 W เป็นเวลาหนึ่งวินาที
  • พลังงานที่ปล่อยออกมาโดยบุคคลขณะพักเป็นเวลาหนึ่งในร้อยของวินาที

อีกกรณีหนึ่งที่ใช้หน่วยจูลอยู่ในสูตร  Q = P xtโดยที่ “Q” คือพลังงานหรือความร้อนที่เกิดขึ้น (ซึ่งแทนด้วยตัวอักษร E และสามารถวัดเป็นจูลหรือแคลอรีได้) “P” กำลังไฟฟ้าที่ใช้ (วัดเป็นวัตต์) และ “t” เวลาที่ผ่านไป (วัดเป็นวินาที) พลังงานถูกสร้างขึ้นเนื่องจากระบบทั้งหมดมีแนวโน้มที่จะแสวงหาสภาวะพักผ่อนโดยธรรมชาติ ดังนั้นการเคลื่อนที่ของอนุภาคจะน้อยที่สุด เนื่องจากแม้ในสภาวะพักผ่อน ระบบจะแลกเปลี่ยนพลังงานกับสิ่งรอบข้าง จึงสามารถใช้จูลในการวัดได้ เนื่องจากเป็นหน่วยที่เล็กมาก จึงมักใช้หน่วยจูลหลายเท่า เช่น:

  • กิโลจูล (kJ): 10 3 J
  • เมกะจูล (MJ): 10 6 J
  • กิกะจูล (GJ): 10 9 J
  • เทราจูล (TJ): 10 12 J

บรรณานุกรม

  • แอตกินส์ เคมีเชิงฟิสิกส์ . 2563 (ฉบับที่ 9). แพนอเมริกัน.
  • Petrucci, R.H. เคมีทั่วไป หลักการและการประยุกต์ใช้สมัยใหม่ 2560 (ฉบับที่ 11). สเปน. ลูกแพร์
  • Lleó, A. & Lleó, L. คู่มือขนาดและหน่วยขนาดทางกายภาพที่ยอดเยี่ยม 2551. สเปน. บทบรรณาธิการ ดิแอซ เดอ ซานโตส
-โฆษณา-

mm
Cecilia Martinez (B.S.)
Cecilia Martinez (Licenciada en Humanidades) - AUTORA. Redactora. Divulgadora cultural y científica.

Artículos relacionados