Dżule

Jednostka fizyczna
Nazwa jednostki	Dżule
Symbol jednostki	${\ styl wyświetlania \ matematyka {J}}$
Ilość fizyczna (y)	Energia , praca , energia wewnętrzna , ciepło
Symbol formuły	${\ styl wyświetlania E; \, W; \, U; \, Q}$
wymiar	${\ displaystyle {\ mathsf {M \; L ^ {2} \; T ^ {-2}}}}$
system	Międzynarodowy układ jednostek
W jednostkach SI	${\ displaystyle \ mathrm {1 \, J = 1 \; {\ frac {kg \, m ^ {2}} {s ^ {2}}} = 1 \; {N \, m}}}$ ${\ displaystyle \ mathrm {= 1 \; {V \, A \, s} = 1 \; {C \, V} = 1 \; {W \, s}}}$
W jednostkach CGS	${\ displaystyle \ mathrm {1 \, J = 10 ^ {7} \; erg = 10 ^ {7} \; {\ frac {cm ^ {2} \, g} {s ^ {2}}}}}$
Nazwany po	James Prescott Joule

Joule [ dʒuːl ] jest jednostką miary dla energii w międzynarodowym systemie jednostek (SI) . Nazwana na cześć Jamesa Prescotta Joule'a , jednostka ta jest obecnie używana do wszystkich form energii , w tym pracy i ilości ciepła .

definicja

Dżul to praca wykonywana, gdy siła jednego niutona jest wywierana na odległość jednego metra. Jest to energia, która jest przetwarzana w ciągu jednej sekundy z mocą jednego wata . Stąd:

${\ displaystyle \ mathrm {1 \; J = 1 \; N \ cdot m = 1 \; W \ cdot s = 1 \, {\ frac {kg \, m ^ {2}} {s ^ {2}} }}}$

ilustracja

Jeden dżul jest równy energii potrzebnej do:

• ciało o wadze 1  niutona - odpowiada to masie ok. 0,102  kilograma , około tabliczki czekolady - do podniesienia jednego metra ( 1 niutonometr ) lub
• rozpędzić ciało o masie 2 kg od spoczynku do prędkości 1 m/s lub
• zasilania jednego wata - to jest w przybliżeniu taka siła ludzkiego serca, - do zapewnienia jednej sekundy ( 1 watt- II ) lub
• przy napięciu elektrycznym jednego wolta , aby prąd elektryczny o natężeniu jednego ampera płynął przez jedną sekundę ( 1 woltoamper sekunda ) lub
• do ogrzania jednego grama wody ok. 0,239  Kelvina .

W etykietach wartości odżywczych , kilodżule (kJ) – w przeliczeniu na 100  g , 100  ml lub 1 porcję – służą do wskazania fizjologicznej wartości kalorycznej .

wymowa

Wymowa słowa „Joule” jest niespójna: w świecie niemieckojęzycznym wymowa [ dʒuːl ] jest powszechna, a James Prescott Joule prawdopodobnie również wymawiał swoje imię w ten sposób.

fabuła

Na pierwszym Międzynarodowym Kongresie Energii Elektrycznej 20 i 21 września 1881 r. w Paryżu nie tylko system CGS został uznany za wiążący, ale oprócz tego „systemu absolutnego” także „system praktyczny” składający się z omów , amperów , woltów i kulombów oraz Farad , który dostarczył rzędy wielkości łatwiejsze w zarządzaniu do praktycznego zastosowania w elektrotechnice niż jednostki pochodzące bezpośrednio z systemu CGS. Oba systemy różniły się tylko mocami dziesiątek.

W swoim inauguracyjnym przemówieniu jako prezes Brytyjskiego Stowarzyszenia na rzecz Postępu Nauki 23 sierpnia 1882 roku Carl Wilhelm Siemens zaproponował dżul jako jednostkę ciepła jako dodatek do jednostek Webera , Watta i Gaussa w celu uzupełnienia praktycznego systemu . Z drugiej strony powinna być wyprowadzona z jednostek elektromagnetycznych i być zdefiniowana jako ilość ciepła, jaką wytwarza prąd o natężeniu 1 A przy rezystancji 1 oma w ciągu 1  impulsu . Jeden dżul odpowiadałby 10 ⁷ erg , jednostce energii w systemie CGS.  

Drugi Międzynarodowy Kongres Energii Elektrycznej w Paryżu zadecydował o dżulie 31 sierpnia 1889 r. jako jednostkę w proponowanej formie, obok Watta i Henry'ego (wówczas jeszcze nazywanego Kwadrantem ). Dżul został zatem zdefiniowany w omach i amperach, które z kolei można wyprowadzić z jednostek podstawowych CGS („bezwzględnych” omów lub amperów), ale zostały one również określone za pomocą reguł pomiaru bezpośredniego.

Czwarty Międzynarodowy Kongres Energii Elektrycznej w Chicago w sierpniu 1893 r. wprowadził zatem również międzynarodowy dżul , który wywodzi się ze specyfikacji międzynarodowego omów i międzynarodowego ampera , które również zostały nieco zmienione w stosunku do starych omów i amperów. Natomiast dżul bezwzględny lub dżul teoretyczny opierał się na podstawowych jednostkach systemu CGS.

Na V  Generalnej Konferencji Miar w 1913 roku zaproponowano system MKS , który pod względem mechaniki prowadzi do jednostek bardziej „zarządzanych” niż system CGS. Stwierdzono, że „wyjątkowo szczęśliwym zbiegiem okoliczności” spójna jednostka pracy w systemie MKS (kg·m²/s²) i jednostka mocy (kg·m²/s³) były identyczne jak dżul i wat elektryka. Zaproponowano zdefiniowanie dżuli i watów za pomocą podstawowych jednostek kilograma, metra i sekundy.

W czerwcu 1935 roku Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna , następczyni Międzynarodowego Kongresu Energii Elektrycznej, podjęła decyzję o przyjęciu systemu Giorgi, systemu MBS, w którym istniejące „jednostki praktyczne” bez mocy dziesięciu jako współczynniki konwersji znalazły naturalne miejsce, w którym Określono odpowiednią stałą pola magnetycznego . Tutaj też miał swoje miejsce dżul.

Międzynarodowy Komitet dla Miar określonych w 1946 roku, jak zaproponowano w 1913 roku, Joule niż praca , która została wykonana przez fakt, że punkt, w którym 1 MKS jednostka życie (wtedy jeszcze nie oficjalnie Newton nazwie) zaczyna się poruszać 1  metr w kierunku, w którym jest przemieszczany. Dżul był również wyraźnie zamierzony jako jednostka energii i do użytku w kontekście elektromagnetycznym. 9.  Konferencja Generalna ds. Miar i Wag ratyfikowała tę decyzję, aw szczególności zażądała, aby w miarę możliwości zamiast kalorii używać dżulów w kalorymetrii . Wraz z wprowadzeniem międzynarodowego układu jednostek (SI) w 1960 r. dżul staje się jednostką SI.

W UE , Dyrektywą 71/354 / EWG z dnia 18 października 1971 ogłosił Joule jako „ostatecznie zatwierdzony” jak w innych jednostkach SI. Państwa członkowskie UE musiały wprowadzić obowiązek używania w ciągu pięciu lat ; używanie konkurencyjnej kalorii miało być zakazane najpóźniej do końca 1977 roku. Los Erg był początkowo otwarty; jego używanie miało być zabronione do końca 1979 roku.

Dyrektywa 80/181/EWG z dnia 20 grudnia 1979 r. (obowiązująca od października 1981 r.) potwierdziła SI w dżulach, ale daje państwom członkowskim możliwość ponownego dopuszczenia innych jednostek na ograniczony okres, o ile są one używane tylko dodatkowo i jednostka SI jest podświetlona. Termin wyznaczono początkowo na koniec 1989 r., później przedłużono do końca 1999 r., a następnie do końca 2009 r.

W przypadku środków spożywczych rozporządzenie w sprawie informacji o żywności (LMIV) od 13 grudnia 2014 r . przewiduje określanie fizjologicznej wartości opałowej w jednostce kJ na 100 g w ruchu towarowym UE . Oprócz podania w kJ wartość opałowa może być również podana w przestarzałej jednostce kcal na 100 g.

Jednostki powiązane

Tabela przeliczeniowa dla typowych jednostek energii znajduje się w artykule Energia .

Ważnymi jednostkami energii są:

• 1 MJ = 0,277 777 ... kWh
• 1 kWh = 3,6 MJ

Jednostki pozornej energii elektrycznej to:

• 1 woltamper sekunda (VAs) = 1 J
• 1 V amperogodzina (VAh) = 3,6 kJ
• 1 kilowoltogodzina (kVAh) = 3,6 MJ

Jednostkami energii biernej elektrycznej są:

• 1 var sekunda (vars) = 1 rok
• 1 vargodzina (varh) = 3,6 kJ
• 1 kilowar godzina (kvarh) = 3,6 MJ

Zobacz też

• Rząd wielkości (energia) - zestawienie energii codziennych i niecodziennych.

linki internetowe

Indywidualne dowody

1. ^ Jednostki prawne w Niemczech. (PDF; 1,6 MB) Physikalisch-Technische Bundesanstalt , czerwiec 2012, s. 12 , dostęp 27 września 2019 . 
2. ↑ ^{a b} CIPM, 1946, Rezolucja 2, Definicje jednostek elektrycznych. Na: bipm.org.
3. ↑ ^{a b} Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/ 3 /WE z dnia 11 marca 2009 r. zmieniająca dyrektywę Rady 80/181/EWG w sprawie zbliżenia ustawodawstw państw członkowskich dotyczących jednostek metrologicznych .
4. ↑ Cytat ( słownik Oxford English Dictionary ): „ Chociaż niektórzy ludzie o tym imieniu nazywają siebie dʒaʊl , a inni dʒəʊl , jest prawie pewne, że JP Joule (i przynajmniej niektórzy z jego krewnych) używali dʒuːl . ”
5. ^ Sprawozdanie z pięćdziesiątego drugiego spotkania Brytyjskiego Stowarzyszenia Postępu Naukowego. str. 6 n.
6. ↑ Pat Naughtin: a. Chronologiczna historia nowoczesnego systemu metrycznego w: metricationmatters.com. (plik PDF; 1,4 MB), 2009.
7. ↑ ^{a b} Protokół z 5. Generalnej Konferencji Miar , 1913, s. 51 („par un hasard extrêmement heureux, les unités fondamentales du travail et de la puissance dans le Système MKS sont précisément celles auxquelles a conduit é Système MKS ) i 59, Prezentacja projektu rządu francuskiego dotyczącego zdefiniowania jednostek bazowych i pochodnych, dostęp 28 grudnia 2020 r. w języku francuskim
8. ↑ Arthur E. Kennelly: Adoption of the Meter-Kilogram-Mass-Second (MKS) Absolute System of Practical Units przez Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną (IEC), Bruksela, czerwiec 1935. (plik PDF; 440 kB), 9. sierpnia 1935.
9. ^ Rezolucja 3 z 9. CGPM (1948). Potrójny punkt wody; skala termodynamiczna z pojedynczym punktem stałym; jednostka ilości ciepła (dżul). Bureau International des Poids et Mesures , dostęp 12 kwietnia 2021 r .  
10. ↑ Dyrektywa 71/354/EWG Rady z dnia 18 października 1971 r. w sprawie zbliżenia ustawodawstw państw członkowskich dotyczących jednostek metrologicznych .
11. ↑ Dyrektywa 76/770/EWG Rady z dnia 27 lipca 1976 r. zmieniająca dyrektywę 71/354/EWG w sprawie zbliżenia ustawodawstw państw członkowskich dotyczących jednostek metrologicznych .
12. ↑ Dyrektywa 80/181/EWG Rady z dnia 20 grudnia 1979 r. w sprawie zbliżenia ustawodawstw państw członkowskich dotyczących jednostek metrologicznych oraz uchylenia dyrektywy 71/354/EWG w wersji skonsolidowanej z dnia 27 maja 2009r .
13. ↑ Dyrektywa 89/617/EWG Rady z dnia 27 listopada 1989 r. zmieniająca dyrektywę 80/181/EWG w sprawie harmonizacji ustawodawstw państw członkowskich dotyczących jednostek metrologicznych .
14. ↑ Dyrektywa 99/103/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 24 stycznia 2000 r. zmieniająca dyrektywę 80/181/EWG w sprawie harmonizacji ustawodawstw państw członkowskich dotyczących jednostek metrologicznych .