Joule
Unitas SI derivata · quantitas: energia, opus, quantitas caloris
01 · Definitio
Opus vis unius newtoni per viam unius metri. Fere tantum insumitur ut malum de mensa ad altitudinem umeri tollatur.
Una definitio tribus quantitatibus simul servit: operi, energiae, quantitati caloris. Id non neglegentia accidit sed ex ipsa rei natura — omnes tres sine damno et sine residuo in se invicem transeunt. Ad medium usque saeculum undevicesimum calor pro peculiari materia habebatur et caloriis metiebatur, opus chiliogrammometris, et nexus inter utramque scalam experimento constituendus erat. Joule ostendit hunc nexum constantem esse, et post eum unitates separatae supervacuae factae sunt: unum joule mansit omnibus energiae formis, a pondere sublato ad aquam calefactam et condensatorem oneratum.
Opus oritur cum vis secundum motum agit; momentum, cum vis transversa in brachium adhibetur nec quicquam movet. Dimensio utroque casu est chiliogramma per metrum quadratum in secundam quadratam, sed unitates permutari non licet: momentum quo cochlea adstringitur newtonometris scribitur, opus autem joulibus, et norma hoc discrimen tenet. Clavis quae cochleam quadraginta newtonometris adstrinxit paene nullum opus fecit — cochlea quartam partem conversionis versa est.
02 · Conversio
Joulia, caloriae, kilowattihorae
Factores ex definitione exacti sunt, sed caloria cautionem poscit: plures sunt et tertio loco differunt. In tabula internationalis adhibita est — quattuor cum mille octingentis sexaginta octo decimillesimis.
Caloria cibaria re vera kilocaloria est, mille caloriae parvae, et in notatione Europaea iuxta eam semper valor in kilojoulibus stat. Mille quingentae kilocaloriae cibi diurni sex cum tribus decimis megajoulia sunt. Caloria internationalis exacte quattuor cum mille octingentis sexaginta octo decimillesimis joulis definita est, thermochemica quattuor cum mille octingentis quadraginta decimillesimis, et in rationibus hae duae interdum confunduntur.
| Unitas | Nomen | Valor | Ubi occurrit |
|---|---|---|---|
| J | joule, unitas SI | 1 | physica et ars technica |
| kJ | kilojoule | 0,001 | notatio ciborum |
| MJ | megajoule | 1·10⁻⁶ | ars caloris |
| GJ | gigajoule | 1·10⁻⁹ | rationes calefactionis |
| W·h | wattihora | 2,778·10⁻⁴ | accumulatores |
| kW·h | kilowattihora | 2,778·10⁻⁷ | index electricitatis |
| cal | caloria internationalis | 0,2388 | ars caloris, rationes antiquiores |
| kcal | kilocaloria, caloria cibaria | 2,388·10⁻⁴ | schedulae ciborum |
| Gcal | gigacaloria | 2,388·10⁻¹⁰ | rationes caloris in Russia |
| erg | erg, systema CGS | 1·10⁷ | physica ante SI |
| BTU | unitas caloris Britannica | 9,478·10⁻⁴ | ars caloris Anglice loquentium |
| kp·m | kilopondimetrum | 0,102 | rationes mechanicae antiquiores |
Joule, wattsecunda et newtonometrum idem sunt. Kilowattihora rationi electricae aptior est, quia potentia instrumentorum domesticorum wattis, tempus autem horis metitur
03 · Ordines magnitudinum
ab electronvolto ad terrae motumUnum joule — malum uno metro sublatum
04 · Instrumenta metiendi
Quibus energia metitur
Facillimum est omnem energiam in calorem vertere et ex calefactione notae massae aquae metiri. Ita ipsum primum Jouli experimentum operabatur, et ita hodie calefactoria et materia ardens probantur — mutantur tantum thermometra et tegumentum.
Fluxum et tensionem multiplicat et summam per tempus congerit. Discus inductionis conversiones numerabat, instrumentum electronicum exempla numerat, sed quantitas eadem est — joulia, tantum in kilowattihoris ostensa, quarum singulis tria et dimidium miliones insunt.
Lamella denigrata radiationem absorbet et millesimis gradus calefit; thermometrum in ea energiam praebet. Ita metiuntur potentia laseris, fluxus solis in statione tempestatis, et debilissima radiatio reliqua in apparatibus cryogenicis.
Glans in pondere suspenso haeret, et ex altitudine ad quam pondus ascendit energia eius motus computatur. Methodus ipsa unitate antiquior est et adhuc pro probatione exemplari in officinis ballisticis servit.
05 · Regulae scribendi
J maiusculum, sine puncto
Signum a nomine gentilicio ductum est, ideoque maiusculum, nomen autem in textu minusculo scribitur: joule, sed J. Signum Russicum est Дж, ex tribus litteris, nec punctum post id ponitur. Praefixa coniunctim adiciuntur: kJ, MJ, GJ.
Momentum vis joulibus expressum error vulgatus et noxius est: quantitates diversae sunt, quamquam dimensio congruit. Caloria et kilowattihora in singulis regionibus ex decreto Officii Internationalis Ponderum et Mensurarum servantur, in scriptura tamen scientifica joule praefertur. Notatio ciborum in Unione Europaea kilojoulia primo loco ponere debet, kilocalorias autem iuxta, in parenthesi vel in altera linea.
06 · Unitates finitimae
Joule in medio catenae stat: newton via multiplicatus eum praebet, ipse autem ad tempus relatus wattum praebet.
In tabulis Simetrii vicinis: newtonum et wattum ab utraque parte catenae, caloria et kilowattihora ut unitates extra SI eiusdem quantitatis, electronvolt physicae particularum, et erg ex systemate CGS.
07 · Pars historica
Quomodo calor materia esse desierit
Regnabat doctrina materiae sine pondere, quae a calido ad frigidum fluit. Calefactionem et refrigerationem satis bene explicabat, sed respondere non poterat unde calor attritus oriretur — atque eius quantum vellet emittebatur.
Beniaminus Thompson Monaci tubos tormentorum perterebrari spectabat et animadvertit: calor emittitur quamdiu terebra vertitur, sine ullo termino. Materia defecisset; opus non deficit.
Cerevisiarius Salfordiensis pondera ad agitatorem palatum in vase aquae suspendit et calefactionem ad centesimas gradus accurate mensus est. Opus ponderis descendentis certam prorsus quantitatem caloris praebebat — factorem conversionis inter duos mundos.
Nomen Siemens in conventu Associationis Britannicae anno 1882 proposuit, Conventus autem Internationalis Electricorum anno 1889 confirmavit, vivo adhuc viro docto. Conferentia Generalis de Ponderibus et Mensuris joule unitatem energiae, operis et caloris simul fecit, caloria vero in culina et in libris antiquis mansit.
Unitas in qua tres scalae convenerunt
Experimentum Jouli minus inventio fuit quam mensura: factorem conversionis inter opus et calorem adeptus est eumque ad tertium locum perduxit in instrumentis ubi calefactio partes gradus efficiebat. Accuratio ex tegumento et patientia orta est — series per annos repetita est. Postquam lex conservationis energiae recepta est, caloria non iam per aquam sed per joule definita est, et valor eius hodiernus — quattuor cum mille octingentis sexaginta octo decimillesimis — constitutus est, non mensus. Ab anno bis millesimo undevicesimo joule etiam quantitas ipsa structura exacta facta est: constans Planckii numero in joulisecundis expresso fixa est, et per eam chiliogramma definitur. Unitas energiae ab ulla materia pendere desiit, etiam ab aqua cuius calefactione olim omnia coeperunt.
Index · unitates mensurae
Tabula pro quaque quantitate
Septem unitates fundamentales SI, duae et viginti derivatae propriis nominibus, atque unitates extra systema, sine quibus neque ars technica neque vita cotidiana agitur. Quaeque folium suum habet: definitio, conversio, instrumenta, regulae scribendi. In 36 linguis.
Unitates SI derivatae nomine proprio
tabula joulis aperta estUnitates fundamentales SI
colore testaceo — chiliogramma, metrum et secunda, ex quibus joule componiturUnitates extra SI
colore testaceo — unitates energiae aliorum systematumLingua tabulae
36 linguae. Signum J internationale est, consuetudo autem differt: schedula Europaea kilojoulia primo loco ponit, Americana solas calorias praebet.