焦耳

焦耳
焦耳
單位系統	si
單位	活力
象徵	J
而得名	詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（James Prescott Joule）
轉換
1 j在 ...	...等於...
SI基礎單元	公斤⋅m2⋅s-2
CGS單位	1×107爾格
瓦特秒	1 w⋅s
千瓦時	≈2.78×10-7kw·h
千瓦（熱化學）	2.390×10-4KCALTh
btus	9.48×10-4BTU
電子伏特	≈6.24×1018ev

這焦耳（/ˈdʒuːl/Jool，/ˈdʒAʊl/面頰；^[1]^[2]^[3]^[4]^[5]^{[爭議–討論]}象徵：J）是活力在裡面國際單位系統（SI）.^[6]等於工作當一支1的力量完成牛頓將質量置於1的距離1儀表在施加的力方向上。當它是當熱量時消散的能量電流一個安培通過一個反抗一個歐姆一秒鐘。它以英國物理學家的名字命名詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（James Prescott Joule）（1818–1889）。^[7]^[8]^[9]

定義

按照SI基礎單元並且Si派生的單位具有特殊名稱，焦耳被定義為

{\ displayStyle {\ begin {alignEdat} {3} \ mathrm {j} \;＆=〜\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ cdot} m^{2} {\ cdot} s^s^{-2}}}}}}}}}}}} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ [0.7ex]＆=〜\ mathrm {n {\ cdot} m} \\ [0.7ex]＆=〜\ \ \ mathrm {pa {\ cdot} m^{3}}} \\ [0.7ex]w {\ cdot} s} \\ [0.7ex]＆=〜\ m馬理{c {\ cdot} v} v} v} \\ [0.7ex] \ end end {alignEdat}}}}}

象徵	意義
J	焦耳
公斤	公斤
m	儀表
s	第二
n	牛頓
PA	帕斯卡
w	瓦
C	庫侖
v	伏特

一個焦耳也可以由以下任何一個定義：

移動所需的工作電荷一個庫侖通過一個電勢差一伏或一個庫侖伏（c·v）的伏特。這種關係可用於定義電壓。
生產一瓦的工作所需的工作力量一秒鐘或一瓦秒（w·s）（比較千瓦時，是3.6 Megajoules）。這種關係可用於定義瓦特。

焦耳以詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（James Prescott Joule）。和每個人一樣si以一個人命名的單位，其符號以上箱字母（j），但是當完整寫時，它遵循了大寫規則普通名詞; IE。， ”焦耳“在句子的開頭和標題開始時被大寫，但在較低的情況下。

歷史

這CGS系統1881年被宣佈為官員國際電氣國會。這爾格1882年被採用為其能源單位。威廉·西門子，在他擔任主席的就職演講中英國科學發展協會（1882年8月23日）首先提出了焦耳作為單位熱，源自電磁單元安培和歐姆，在CGS單元中等同於10⁷爾格。為了紀念該單位的命名詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（James Prescott Joule）（1818- 1889年），當時退休但仍活著（63歲），是由於西門子的原因：

“這樣的熱單元，如果發現可以接受的話，我認為可能會被稱為焦耳，這是在為發展熱力學理論所做的很多事情之後。”^[10]

在1889年8月31日的第二次國際電氣國會上，焦耳被正式採用瓦和象限（後來重命名為亨利）。^[11]朱勒（Joule）於1889年10月11日去世。在第四屆國會（1893年），定義了“國際安培”和“國際歐姆”，其測量規格的變化很小，“國際焦耳”正在。從它們得出的單元。^[12]

1935年，國際電工委員會（作為國際電氣國會的繼任組織）採用了“喬治系統”，這是因為假設為磁常數還暗示重新定義焦耳。Giorgi系統已由國際體重與措施委員會1946年。現在不再根據電磁單元定義焦耳，而是作為單位工作由一個部隊執行（當時尚未命名牛頓）在1的距離上儀表。焦耳被明確目的是在電磁和機械環境中使用的能量單位。^[13]第九定義的批准體重和措施大會，在1948年，添加了以下規範，即焦耳也應首選為熱在量熱法，從而正式貶低卡路里.^[14]這個定義是現代採用的焦耳的直接前兆國際單位體系1960年。

焦耳的定義為j = kg·m²沙節^-2自1946年以來一直保持不變，但作為派生單位的焦點已經繼承了該定義的變化第二（在1960年和1967年），儀表（1983年）和公斤（在2019年）。

實際例子

一個焦耳表示（大約）：

運行A所需的電量1w設備1s.
加速A所需的能量1公斤質量在1小姐²通過1m.
這動能一個2公斤大量的旅行1小姐，或1公斤大眾旅行1.41小姐.
假設番茄的質量為101.97克（3.597盎司），將中型番茄提升1米（3英尺3英寸）所需的能量。
這熱需要將0°C的溫度從0°C升高到1°C，或從32°F升至33.8°F。^[15]
一個人每1/60 s靜止地釋放出熱量的典型能量（17小姐）。^[注1]
這動能一個50公斤人運動非常緩慢（0.2 m/s或0.72 km/h）。
一個動能56 g網球以6 m/s（22 km/h）運動。^[16]
食物能量（kcal）略多於一半以上的糖晶體（0.102毫克/水晶）。

倍數

Zeptojoule: 160 Zeptojoule大約一個電子伏特.
在室溫附近改變所需的最小能量 - 大約2.75 ZJ - 由Landauer限制.
納米朱爾: 160納米朱爾是關於動能飛行的蚊子。^[17]
Microjoule: 這大型強子對撞機（LHC）每個粒子會產生微焦序（7 TEV）的碰撞。
Kilojoule: 大多數國家 /地區的營養食品標籤在Kilojoules（KJ）表達能源。^[18]
一平方米地球收到1.4公斤的太陽輻射每一秒鐘在整天。^[19]衝刺中的人的動能約為3 kJ，^[20]而獵豹在122km/h（76 mph）Sprint約為20 kJ。^[21]一瓦特小時電是3.6公斤.
Megajoule: Megajoule大約是一輛Megagram（Tonne）車輛的動力學能量161km/h（100 mph）。
加熱所需的能量10升從0°C（32°F）到100°C（212°F）的恆定壓力下的液態水大約4.2MJ.
一千瓦時電是3.6 Megajoules.
Gigajoule: 6Gigajoule是關於化學能源燃燒1桶（159 L）的石油.^[22]2 GJ是關於普朗克能源單元。一兆瓦小時電是3.6 Gigajoules.
terajoule: terajoule是關於0.278GWH（通常用於能量表）。關於63TJ能源被釋放小男孩.^[23]這國際空間站，質量大約450Megagrams和軌道速度7700小姐，^[24]有個動能大致13 TJ。 2017年，颶風艾爾瑪據估計具有峰值風能112 TJ.^[25]^[26]一gigawatt小時電是3.6 terajoules.
佩塔朱爾: 210 Petajoule是關於50兆元TNT，這是由沙皇邦巴，有史以來最大的人造爆炸。一Terawatt小時電是3.6佩塔朱爾.
Exajoule: 這2011Tōhoku地震和海嘯在日本有1.41 EJ能量根據其在9.0上的評分力矩級尺度。每年美國能源消耗大致相當於94 EJ。一Petawatt小時電是3.6 Exajoules.
Zettajoule: Zettajoule遠遠超過加熱所需的能量波羅的海乘以1°C，假設特性類似那些純水.^[27]人類年度世界能源消耗大約是0.5 ZJ。升高地球大氣溫度1°C的能量大約2.2 ZJ.
Yottajoule: Yottajoule少於加熱所需的能量印度洋假設具有與純水相似的特性，則為1°C。^[27]的熱輸出太陽大約是400 yj每秒。

轉換

1焦耳等於（大約除非另有說明）：

10⁷ 爾格（確切地）
6.24150974×10¹⁸ ev
0.2390加州（克卡路里）
2.390×10^-4 KCAL（食物卡路里）
9.4782×10^-4 BTU
0.7376ft·lb（英尺磅）
23.7ft·pdl（腳桿）
2.7778×10^-7 kw·h（千瓦時）
2.7778×10^-4w請（瓦特小時）
9.8692×10^-3LATM（litre-atmosphere）
11.1265×10^-15 g（通過質量 - 能量等效性）
10^-44 敵人（確切地）

完全根據焦耳定義的單位包括：

1熱化學卡路里= 4.184 J^[28]
1個國際桌卡路里= 4.1868 J^[29]
1 W·H = 3600 J（或3.6 KJ）
1 kw·h =3.6×10⁶j（或3.6 MJ）
1 w請=1 j
1 噸TNT=4.184 GJ

牛頓 - 米特和扭矩

在力學，概念力量（在某個方向上）在扭矩（大約一定角度）：

線性	角
力量	扭矩
大量的	慣性的時刻
移位	角度

這種相似性的結果是，扭矩的SI單元是牛頓 - 米特，奏效代數有相同的方面作為焦點，但它們不可互換。這體重和措施大會給了活力名字焦耳，但沒有給出任何特殊名稱的扭矩單位，因此僅僅是牛頓 - 米特（N·M） - 從其組成部分得出的複合名稱。^[30]將牛頓 - 米特的使用用於扭矩和焦耳的能量有助於避免誤解和誤解。^[30]

在能量是一個事實中，也可以看到這種區別標量數量 - 點產品力量向量和位移矢量。相比之下，扭矩是向量 - 跨產品力向量和距離向量。扭矩和能量與方程式相互關聯

{\ displaystyle e = \ tau \ theta \ ,,}

在哪裡e是能量，τ是個向量幅度的扭矩，然後θ角度掃過（在弧度）。由於平面角是無量綱的，因此扭矩和能量具有相同的尺寸。

瓦特秒

一個瓦特秒（象徵W s或者w請）是派生單元的活力等同於焦耳。^[31]瓦特第二是等於一個人的力量的能量瓦持續一個第二。儘管瓦特秒在單位和含義上等同於焦耳，但在某些情況下，使用“瓦特秒”而不是“ joule”，例如攝影的額定值電子閃存單元.^[32]

也可以看看

筆記

^這稱為基礎代謝率。它對應於每天約5,000 kJ（1,200 kcal）。千瓦（符號kcal）也被稱為飲食卡路里.

參考

^“焦耳名詞 - 發音”.牛津學習者的詞典.
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^“迄今為止，熱量單位已被各種各樣的熱量，因為要通過1°Fahrenheit或Centigrade在冰點上飼養一磅水，或者再次，再次，或者再次，燃燒1千克厘米的水所需的熱量。如此完全任意的單位的不便是很明顯的，可以證明基於電磁系統的引入是合理的，即，由Ampère電流在一秒鐘內產生的熱量在ohm的阻力中流動。值為10⁷C.G.S.單位，以及假設焦耳的同等用品為42,000,000，這是飼養0.238克水1°攝氏的熱量，或者大約是1⁄1000一磅水的任意單位的一部分飼養了1°Fahrenheit和1⁄4000一公斤水的含量飼養了1°。我認為，這樣的熱單元，如果被發現可以接受，可能會被稱為焦耳，這是在做了很多事情來發展熱力學理論的人之後。英國科學發展協會五十秒會議的報告。S. 6 f。
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^ ${\ displayStyle {\ tfrac {1} {2}}} \ cdot 70〜 {\ text {kg}} \ cdot \ left（10〜 {\ text {m/s}}}}} \ right）^{2} = 3500〜{\ text {j}}}}$
^ ${\ displayStyle {\ tfrac {1} {2}}} \ cdot 35〜 {\ text {kg}} \ cdot \ left（35〜 {\ text {m/s}}}}} \ right）^{2} = 21,400〜{\ text {j}}}}$
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^國際重量和措施（2006），國際單位系統（SI）（PDF）（第8版），第39-40、53頁，ISBN 92-822-2213-6，存檔（PDF）從2021-06-04的原始，檢索2021-12-16
^“什麼是瓦特？”.

外部鏈接

詞典定義焦耳在Wiktionary

[16] 這稱為基礎代謝率。它對應於每天約5,000 kJ（1,200 kcal）。千瓦（符號kcal）也被稱為飲食卡路里.

[British_English_Joule_pronunciation-1] “焦耳名詞 - 發音”.牛津學習者的詞典.

[American_English_Joule_pronunciation-2] “ Joule定義與含義”.Merriam-Webster的字典.

[Historic_Joule_pronunciation-3] “焦耳”.關於歷史原理的新英語詞典。克拉倫登出版社。1901年1月。606。{{}}：CS1維護：日期和年（鏈接）

[Joule_pronunciation_nature-4] Allen，H。S.（1943年9月）。“詹姆斯·普雷斯科特·焦耳和能源單位”.自然.152（3856）：354。Bibcode：1943年152..354a.doi：10.1038/152354A0.S2CID 4182911.

[5] 威爾斯，約翰（2008）。Longman發音詞典（第三版）。皮爾森·朗曼（Pearson Longman）。ISBN 978-1-4058-8118-0.

[6] 國際重量和措施（2006），國際單位系統（SI）（PDF）（第8版），p。 120，ISBN 92-822-2213-6，存檔（PDF）從2021-06-04的原始，檢索2021-12-16

[7] 美國英語的美國遺產詞典，在線版（2009）。霍頓·米夫林公司（Houghton Mifflin Co.），由雅虎！教育.

[8] 美國遺產詞典，第二大學版（1985）。波士頓：霍頓·米夫林公司（Houghton Mifflin Co.），p。691。

[9] McGraw-Hill物理詞典，第五版（1997）。McGraw-Hill，Inc。，p。224。

[10] “迄今為止，熱量單位已被各種各樣的熱量，因為要通過1°Fahrenheit或Centigrade在冰點上飼養一磅水，或者再次，再次，或者再次，燃燒1千克厘米的水所需的熱量。如此完全任意的單位的不便是很明顯的，可以證明基於電磁系統的引入是合理的，即，由Ampère電流在一秒鐘內產生的熱量在ohm的阻力中流動。值為10⁷C.G.S.單位，以及假設焦耳的同等用品為42,000,000，這是飼養0.238克水1°攝氏的熱量，或者大約是1⁄1000一磅水的任意單位的一部分飼養了1°Fahrenheit和1⁄4000一公斤水的含量飼養了1°。我認為，這樣的熱單元，如果被發現可以接受，可能會被稱為焦耳，這是在做了很多事情來發展熱力學理論的人之後。英國科學發展協會五十秒會議的報告。S. 6 f。

[11] 帕特·納夫丁：現代度量系統的時間順序歷史，MetricationMatters.com，2009年。

[12] 國際電氣國會論文集。紐約：美國電氣工程師研究所。1894年。

[13] CIPM，1946年，第2號決議，電動單位的定義.Bipm.org.

[14] 第9 CGPM，第3號決議：三重點；熱力學尺度，單個固定點；熱量單位（焦耳）。，Bipm.org。

[15] “高溫單位 - BTU，卡路里和焦耳”.工程工具箱。檢索2021-06-14.

[17] Ristinen，Robert A。；Kraushaar，Jack J.（2006）。能量與環境（第二版）。新澤西州霍博肯：約翰·威利（John Wiley＆Sons）。ISBN 0-471-73989-8.

[18] “物理 - 庫恩”.public.web.cern.ch。存檔原本的在2012-12-13。

[Cal_vs_kJ-19] “你說卡路里，我們說kilojoule：誰是對的？”。檢索5月2日2017.

[TSI-20] “從1978年到現在的複合材料總太陽輻照度（TSI）時間序列”。存檔原本的在2011-08-30。檢索2005-10-05.

[21] ${\ displayStyle {\ tfrac {1} {2}}} \ cdot 70〜 {\ text {kg}} \ cdot \ left（10〜 {\ text {m/s}}}}} \ right）^{2} = 3500〜{\ text {j}}}}$

[22] ${\ displayStyle {\ tfrac {1} {2}}} \ cdot 35〜 {\ text {kg}} \ cdot \ left（35〜 {\ text {m/s}}}}} \ right）^{2} = 21,400〜{\ text {j}}}}$

[23] “能源單位 - 解釋的能源，理解能源的指南 - 能源信息管理”.www.eia.gov.

[hironaga-24] 約翰·馬利克（1985年9月）。“報告LA-8819：廣島和長崎核爆炸的收益”（PDF）.洛斯阿拉莫斯國家實驗室。存檔原本的（PDF）2009年10月11日。檢索3月18日2015.

[iss-25] “國際空間站最終配置”（PDF）.歐洲航天局。存檔原本的（PDF）2011年7月21日。檢索3月18日2015.

[26] Bonnie Berkowitz;拉里斯·卡克利斯（Laris Karklis）；魯本·菲舍爾·博姆（Reuben Fischer-Baum）；Chiqui Esteban（2017年9月11日）。“分析 - 颶風艾爾瑪有多大？”.華盛頓郵報。檢索11月2日2017.

[27] "艾瑪（Irma）對南佛羅里達州的憤怒釋放”，金融時報，2017年10月10日訪問（需要訂閱）

[Volumes_of_the_World's_Oceans-28] 一個 ^b“來自etopo1的世界海洋卷”.noaa.gov。國家海洋和大氣管理。檢索3月8日2022.

[FAO-29] 採用焦耳作為能量單位，糧農組織/世界衛生組織特設的能源與蛋白質專家委員會，1971年。關於從卡路里轉換為營養中的焦耳的報告。

[30] 菲曼，理查德（1963）。“物理單位”.Feynman關於物理學的演講。檢索2014-03-07.

[BIPM2-31] 一個 ^b“具有特殊名稱和符號的單元；包含特殊名稱和符號的單元”.國際重量和措施。存檔原本的2009年6月28日。檢索3月18日2015.派生單元通常可以通過將基本單元與具有特殊名稱的派生單元相結合，以不同的方式表達。例如，焦耳可以正式編寫牛頓儀表，或每秒平方的千克儀表。然而，這是一個由常識的物理考慮來支配的代數自由。在給定的情況下，某些形式可能比其他形式更有幫助。實際上，有一定數量的偏好，偏愛使用某些特殊的單位名稱或單位名稱組合，以促進具有相同維度的不同數量之間的區別。

[32] 國際重量和措施（2006），國際單位系統（SI）（PDF）（第8版），第39-40、53頁，ISBN 92-822-2213-6，存檔（PDF）從2021-06-04的原始，檢索2021-12-16

[33] “什麼是瓦特？”.

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SI單位
基本單位	安培坎德拉開爾文公斤儀表痣第二
派生單位帶有特殊名稱	貝克雷爾庫侖攝氏度法拉德灰色的亨利赫茲焦耳卡塔爾流明勒克斯牛頓歐姆帕斯卡弧度西門子 sievert 斯特拉德特斯拉伏特瓦韋伯
其他公認的單位	天文單位道爾頓天分貝弧度電子伏特公頃小時升分鐘分鐘和第二弧奈培公噸
也可以看看	單位的轉換公制前綴 2005–2019定義 2019重新定義測量系統
類別

活力
大綱歷史指數
基本的概念	活力單位能源保護能量學能量轉化能源條件能量過渡能級能源系統大量的負質量質量 - 能量等效性力量熱力學量子熱力學熱力學定律熱力學系統熱力學狀態熱力學潛力熱力學自由能不可逆的過程熱儲層傳播熱量熱容量體積（熱力學）熱力學平衡熱平衡熱力學溫度孤立的系統熵自由熵熵力負側面工作充實焓
類型	動力學內部的熱的潛在的引力鬆緊帶電勢能機械的原子間潛力量子電位電氣磁的電離輻射捆綁核結合能重力結合能量子鉻動力學結合能黑暗的精髓幻影消極的化學休息音能表面能真空能零點能量量子電位量子波動
能源載體	輻射焓機械波聲波汽油化石燃料氫氫燃料熱潛熱工作電電池電容器
一級能量	化石燃料煤炭石油天然氣核燃料天然鈾輻射能太陽的風水電海洋能量地熱生物能重力能
能源系統成分	能源工程煉油廠電力化石加油站熱電聯產集成氣化組合週期核電核電站放射性同位素熱電發生器太陽能光伏系統集中的太陽能太陽能熱能太陽能塔太陽爐風力風電場機載風能水電水電性波農場潮汐發電地熱力生物質
使用和供應	能源消耗儲能世界能源消耗能源安全節能減排有效的能源使用運輸農業可再生能源可持續能源能源政策能源開發全球能源供應南美洲美國墨西哥加拿大歐洲亞洲非洲澳大利亞
雜項。	傑文斯悖論碳足跡
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