焦耳

焦耳
单位制 国际单位制导出单位
物理量名称 能量
符号 J
得名 詹姆斯·普雷斯科特·焦耳
Unit conversions
1 J相当于
   国际单位制基本单位    千克2−2
   厘米-克-秒制    1×107 爾格
   千瓦·時    2.78×107 kW·h
   卡路里 (热化学)    2.390×104 kcalth
   英热单位    9.48×104 BTU
   電子伏特    6.24×1018 eV

焦耳(簡稱)是國際單位制能量或热量的導出單位,符号為J。在古典力學裏,1焦耳等於施加1牛頓作用力經過1公尺距離所需的能量(或做的機械功)。在電磁學裏,1焦耳等於將1安培電流通過1歐姆電阻1秒時間所需的能量。焦耳是因紀念物理學家詹姆斯·焦耳而命名[1][2]

以其它單位表示,

1焦耳也可以定義為

  • 移動1庫侖電荷通過1伏特電壓差所需做的功,或1庫侖·伏特。這關係也可以逆反過來定義伏特。
  • 產生1瓦特功率1秒時間所需做的功,或1瓦特·秒。這關係也可以逆反過來定義瓦特。

与力矩的单位的混淆

雖然在單位方面,表示焦耳為牛頓·公尺是正確的,為了避免與力矩單位發生混淆,國際度量衡局並不鼓勵這種用法[3]。力矩與能量的物理意義完全不同。

就物理量本身来说,能量由力和距离点乘得到,是标量;力矩由力和距离叉乘得到,是矢量,两者有根本的不同。

實際例子

一焦耳能量相等於施加一牛頓的作用力於任意物件,使之移動一米距離;也等於在地心引力影響下將一個質量為102克的蘋果抬高一米;或是1瓦特的功率作1秒所释放的能量。

單位轉換

一焦耳相等於:

以焦耳定義的單位

  • 1 小卡路里= 4.184焦耳[4]
  • 1 watt hour = 3600焦耳
  • 1 kilowatt hour = 3.6×106焦耳
  • 1 噸黃色炸藥 = 4.184×109焦耳

參閱

參考文獻

  1. The American Heritage Dictionary, Second College Edition (1985). Boston: Houghton Mifflin Co., p. 691.
  2. McGraw-Hill Dictionary of Physics, Fifth Edition (1997). McGraw-Hill, Inc., p. 224.
  3. 國際度量衡局官方網頁表明:"通過綜合幾個基本單位,衍生單位通常可以以不同方式表達。例如,焦耳可以正式地寫為牛頓·公尺或公斤·公尺2/秒2。但是,這種代數自由還必須考慮到符合實際狀況;在某種狀況,使用某特定形式所得到的益處會比較多。實際而言,為了區分擁有同樣因次的不同物理量,有些物理量必須取特定的衍生單位為其單位。"
  4. 一篇關於將營養單位從卡路里改變到焦耳的報告:The adoption of joules as units of energy, FAO/WHO Ad Hoc Committee of Experts on Energy and Protein, 1971.

外部連結

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