Joule
James Prescott Joule menguruskan kilang bir keluarga berhampiran Manchester dan menjalankan ujikaji di rumah. Pada tahun 1845 dia merendam pengacau berbilah ke dalam bekas berisi air. Pengacau itu diputar oleh dua pemberat pada tali. Pemberat turun, bilah berpusing, air menjadi panas.
Pemanasannya amat kecil, pecahan darjah sahaja. Joule mengukurnya dengan termometer yang boleh membezakan perseratus darjah. Daripada ujikaji itu ternyata kerja dan haba ialah perkara yang sama dalam bentuk berbeza. Kini kerja, haba dan tenaga elektrik mempunyai satu unit, joule. Satu joule ialah kerja oleh daya satu newton sepanjang satu meter. Sebanyak itulah yang diperlukan untuk mengangkat sebiji epal setinggi satu meter.
| Tanda | J |
| Definisi | newton meter · N·m · kg·m²·s⁻² · watt-saat |
| Nilai rujukan | 1 cal — 4.184 J · 1 kWh — 3.6 MJ · 1 eV — 1.602 176 634·10⁻¹⁹ J |
| Diperkenalkan | 1889, Kongres Elektrik Antarabangsa · bagi haba, CGPM 1948 |
| Piawaian | ISO 80000-4 · ISO 80000-5 · SI Brochure 9th ed. |
| Nilai lazim | 1 J — epal naik satu meter · 400 kJ — makan sebiji epal · 4.184 GJ — satu tan TNT |
01 · Definisi
Satu newton sepanjang satu meter
Joule ialah kerja yang dilakukan oleh daya satu newton apabila titik tindakannya beralih satu meter mengikut arah daya. Dalam unit asas SI, joule ialah kilogram darab meter persegi per saat kuasa dua.
Dengan unit yang sama diukur apa-apa tenaga: kinetik, terma, elektrik, kimia. Satu watt selama satu saat juga satu joule. Tenaga bertukar daripada satu bentuk kepada bentuk lain, dan jumlahnya tetap. Itulah yang ditunjukkan oleh ujikaji Joule.
Berapa joule untuk mengangkat
Sebuah objek diangkat dari lantai ke ketinggian yang ditetapkan oleh gelangsar. Isian ungu pada pembaris ialah jarak yang dilalui. Garis putus-putus ialah satu meter. Kerja sama dengan berat darab tinggi dan menjadi simpanan tenaga objek itu. Jika dilepaskan, joule yang sama dibebaskan semasa ia menghentam lantai.
Satu kuantiti dengan tiga kebiasaan. Ahli kimia dan pakar diet mengira dalam kalori: satu kalori memanaskan satu gram air sebanyak satu darjah dan sama dengan 4.184 J. Jurutera tenaga mengira dalam kilowatt-jam: peranti berkuasa satu kilowatt menggunakan 3.6 MJ dalam sejam. Ahli fizik menulis joule. Bungkusan makanan selalunya memaparkan kedua-dua nombor, kcal dan kJ.
Berapa kali pemberat dijatuhkan supaya air naik satu darjah
Dua pemberat tergantung pada tali yang melalui takal. Tali dililit pada dram yang memutar pengacau di dalam bekas tembaga berisi air. Pemberat turun 1.6 m, bilah memukul air, dan air menjadi panas. Kemudian pemberat dinaikkan semula dengan pengacau dicabut. Di kanan ada termometer di bawah kanta pembesar, dengan senggatan 0.01 K. Di bawahnya dua palang: ungu ialah kerja pemberat, jingga ialah haba yang masuk ke dalam air. Bahagian kelabu ialah kehilangan akibat geseran pada takal dan haba yang terlepas ke bilik. Butang “Jatuhkan” melepaskan pemberat sekali, “20 kali” berturut-turut, seperti Joule.
Jatuhkan pemberat beberapa kali dan lihat berapa banyak air menjadi panas.
02 · Konversi
| Unit | Nilai | Di mana dijumpai |
|---|---|---|
| {n} | {v} | {note} |
“Kalori” makanan pada bungkusan ialah kilokalori, 4.184 kJ.
Satu kilowatt-jam ialah 3.6 juta joule. Sebanyak itulah cerek elektrik gunakan untuk mendidihkan satu liter air kira-kira sepuluh kali.
Elektronvolt ialah tenaga elektron yang telah melalui beza keupayaan satu volt. Ia digunakan bagi atom dan foton.
03 · Orde besaran
04 · Alat ukur
05 · Aturan penulisan
06 · Satuan tetangga
07 · Bagian sejarah
Terdapat beberapa kalori, dan semuanya berbeza. Kalori termokimia tepat 4.184 J. Kalori antarabangsa, daripada jadual stim, tepat 4.1868 J. Kalori lima belas darjah, yang memanaskan satu gram air dari 14.5 ke 15.5 °C, kira-kira 4.1855 J. Bezanya kurang daripada satu peratus, tetapi kelihatan dalam pengiraan yang jitu.
Oleh itu pada tahun 1948 Persidangan Agung Timbang dan Sukat memutuskan untuk mengukur haba dalam joule dan meninggalkan kalori sebagai sejarah. Joule ditakrifkan melalui kilogram, meter dan saat dan tidak bergantung pada sifat air. Ujikaji Joule sendiri memberi 772 kaki-paun per unit haba British, kira-kira 4.15 J per kalori. Itu kurang daripada satu peratus daripada nilai hari ini.
Katalog besaran
seluruh indeks →Tujuh unit asas SI
Setitis asid menukar warna jus, garam mewarnakan nyalaan, air membeku dengan satu ketukan. Di bawahnya semua halaman Simetrium, mengikut bidang dan mengikut abjad.
Buka indeks →