Joules

Fysisk enhet
Enhetsnavn	Joules
Enhetssymbol	${\ displaystyle \ mathrm {J}}$
Fysisk mengde (r)	Energi , arbeid , intern energi , varme
Formel symbol	${\ displaystyle E; \, W; \, U; \, Q}$
dimensjon	${\ displaystyle {\ mathsf {M \; L ^ {2} \; T ^ {- 2}}}}$
system	Internasjonalt enhetssystem
I SI-enheter	${\ displaystyle \ mathrm {1 \, J = 1 \; {\ frac {kg \, m ^ {2}} {s ^ {2}}} = 1 \; {N \, m}}}$ ${\ displaystyle \ mathrm {= 1 \; {V \, A \, s} = 1 \; {C \, V} = 1 \; {W \, s}}}$
I CGS-enheter	${\ displaystyle \ mathrm {1 \, J = 10 ^ {7} \; erg = 10 ^ {7} \; {\ frac {cm ^ {2} \, g} {s ^ {2}}}}}$
Oppkalt etter	James Prescott Joule

Joule [ dʒuːl ] er måleenheten for energi i det internasjonale systemet for enheter (SI) . Denne enheten er oppkalt etter James Prescott Joule og brukes i dag til alle former for energi , inkludert arbeid og mengden varme .

definisjon

Joule er arbeidet som utføres når kraften til en newton påføres over en meters avstand. Det er energien som blir konvertert på ett sekund med en effekt på ett watt . Derfor:

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

illustrasjon

En joule er lik energien som kreves for å:

• en kropp med en vekt på 1  Newton - dette tilsvarer en masse på ca. 0,102  kg , omtrent en sjokoladestang - for å løfte en meter ( 1 Newton meter ) eller
• å akselerere en kropp med en masse på 2 kg fra hvile til en hastighet på 1 m / s eller
• den kraften av en watt - som er tilnærmet den kraften i den menneskelige hjerte - for å tilveiebringe ett sekund ( 1 watt- sekund ) eller
• ved en elektrisk spenning på en volt for å tillate en elektrisk strøm på en ampere å strømme i ett sekund ( 1 volt ampere sekund ) eller
• å varme opp ett gram vann med ca. 0,239  Kelvin .

I ernæringsetiketter brukes kilojoules (kJ) - basert på 100  g , 100  ml eller en porsjon - for å indikere den fysiologiske brennverdien .

uttale

Uttalen av ordet "Joule" er inkonsekvent: I det tyskspråklige området er uttalen [ dʒuːl ] vanlig, og James Prescott Joule uttalte sannsynligvis også navnet sitt på denne måten.

historie

På den første internasjonale elektrisitetskongressen 20. og 21. september 1881 i Paris ble ikke CGS-systemet erklært bindende, men i tillegg til dette "absolutte systemet" også et "praktisk system" bestående av ohm , ampere , volt og coulombs og Farad , som leverte størrelsesordener mer håndterbare for praktisk bruk innen elektroteknikk enn enheter direkte fra CGS-systemet. Begge systemene skilte seg bare med hensyn til krefter på ti.

I sin innledende tale som president for British Association for the Advancement of Science 23. august 1882 foreslo Carl Wilhelm Siemens joule som en enhet for varme i tillegg til Weber- , Watt- og Gauss- enhetene . På den andre elektromagnetiske enheten skal det være avledede enheter og defineres som mengden varme som en strøm på 1 Amp til en motstand på 1 ohm innen 1  kryss produsert. En joule vil være tilsvarende 10 ^7. erg , enheten av energi i CGS-systemet.  

Den andre internasjonale elektrisitetskongressen i Paris bestemte jouelen 31. august 1889 som en enhet i den foreslåtte formen, ved siden av Watt og Henry (på den tiden fremdeles kalt kvadranten ). Joule ble definert ved bruk av CGS-baseenhetene så vel som ohm og forsterkere, som igjen kunne avledes fra CGS-baseenhetene ("absolutte" ohm eller ampere), men ble også spesifisert med regler for direkte måling.

Den fjerde internasjonale elektrisitetskongressen i Chicago i august 1893 introduserte derfor også den internasjonale joule , som ble hentet fra spesifikasjonene for den internasjonale ohm og den internasjonale ampere , som også hadde blitt litt endret fra den gamle ohm og ampere. Derimot var den absolutte joule eller teoretiske joule basert på basisenhetene til CGS-systemet.

På den 5.  generalkonferansen om vekter og tiltak i 1913 ble MKS-systemet foreslått, som mekanisk sett fører til mer "håndterbare" enheter enn CGS-systemet. Det ble funnet at "av en ekstremt heldig tilfeldighet" var den sammenhengende arbeidsenheten i MKS-systemet (kg · m² / s²) og enheten (kg · m² / s³) identisk med elektrisitetens joule og watt. Det ble foreslått å definere joule og watt ved hjelp av basisenhetene kilo, meter og sekund.

I juni 1935 bestemte Den internasjonale elektrotekniske kommisjonen , etterfølgeren til den internasjonale elektrisitetskongressen, å vedta Giorgi- systemet, et MBS-system der de eksisterende "praktiske enhetene" uten makten til ti som konverteringsfaktorer fant et naturlig sted der magnetfeltkonstant var passende ble definert. Joule hadde også sin plass her.

Den internasjonale komiteen for mål og vekt definert joule i 1946 som arbeidet som utføres av det punktet hvor en MKS enhet av kraft (ikke offisielt navngitt som Newton på den tiden ) begynner å bevege seg en  meter i retning av der det er flyttet. Joule var også uttrykkelig ment som en energienhet og til bruk i en elektromagnetisk sammenheng. Den 9.  generalkonferansen om vekter og tiltak ratifiserte denne avgjørelsen og krevde spesielt også at joule i kalorimetri skulle brukes i stedet for kalori hvis mulig . Med introduksjonen av det internasjonale systemet for enheter (SI) i 1960, blir joule SI-enheten.

I EU , den EU-direktiv 71/354 / EØF av 18 oktober 1971 erklærte joule som "endelig godkjent" som de andre SI-enheter. EUs medlemsland måtte innføre obligatorisk bruk innen fem år ; bruk av den konkurrerende kalorien skulle være forbudt senest ved utgangen av 1977. Skjebnen til Erg ble opprinnelig stående åpen; bruken av den skulle være forbudt til slutten av 1979.

Direktiv 80/181 / EØF av 20. desember 1979 (gyldig siden oktober 1981) bekreftet SI med joule, men gir medlemslandene muligheten til å gjenoppta andre enheter i en begrenset periode så lenge de bare brukes i tillegg og SI-enheten er uthevet. Fristen ble opprinnelig satt i slutten av 1989, senere forlenget til slutten av 1999 og deretter til slutten av 2009.

Når det gjelder matvarer, har Food Information Regulation (LMIV) fastsatt spesifikasjonen av den fysiologiske brennverdien i enheten kJ per 100 g i EU-godstrafikk siden 13. desember 2014 . I tillegg til å være gitt i kJ, kan brennverdien også gis i den utdaterte enheten kcal per 100 g.

Relaterte enheter

En konverteringstabell for vanlige enheter av energi finner du i artikkelen Energi .

Viktige enheter for energi er:

• 1 MJ = 0,2 7 kWh
• 1 kWh = 3,6 MJ

Enheter med tilsynelatende elektrisk energi er:

• 1 volt ampere sekund (VA) = 1 J
• 1 volt ampertime (VAh) = 3,6 kJ
• 1 kilovoltamptime (kVAh) = 3,6 MJ

Enheter med elektrisk reaktiv energi er:

• 1 var sekund (vars) = 1 år
• 1 varhour (varh) = 3,6 kJ
• 1 kilovar time (kvarh) = 3,6 MJ

Se også

• Størrelsesorden (energi) - samling av hverdags og ikke-hverdags energier.

weblenker

Individuelle bevis

1. ^ De juridiske enhetene i Tyskland. (PDF; 1,6 MB) Physikalisch-Technische Bundesanstalt , juni 2012, s. 12 , åpnet 27. september 2019 . 
2. ↑ ^{a b} CIPM, 1946, Oppløsning 2, Definisjoner av elektriske enheter. På: bipm.org.
3. ↑ ^{et b} -direktiv 2009/3 / EF av Europaparlamentet og Rådet av 11 mars 2009 om endring av direktiv 80/181 / EØF av Rådet om tilnærming av lover i medlemslandene på enheter i metrologi .
4. ↑ Sitat ( Oxford English Dictionary ): “ Selv om noen mennesker med dette navnet kaller seg dʒaʊl , og andre dʒəʊl , er det nesten sikkert at JP Joule (og i det minste noen av hans slektninger) brukte dʒuːl . ”
5. ^ Rapport fra det femtisunders møtet til British Association for the Advancement of Science. S. 6 f.
6. ↑ Pat Naughtin: . En kronologisk historie av moderne metriske system At: metricationmatters.com. (PDF-fil; 1,4 MB), 2009.
7. ↑ ^{a b} Protokoll fra 5. generalkonferanse om vekter og målinger , 1913, side 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 le Système des électriciens" ) og 59, Presentasjon av et prosjekt av den franske regjeringen for å definere basis- og derivatenhetene, tilgjengelig 28. desember 2020 på fransk
8. ↑ Arthur E. Kennelly: Adoption of the Meter-Kilogram-Mass-Second (MKS) Absolute System of Practical Units by the International Electrotechnical Commission (IEC), Bruxelles, June, 1935. (PDF-fil; 440 kB), 9. august 1935.
9. ^ Oppløsning 3 av 9. CGPM (1948). Tredobbelt vannpunkt; termodynamisk skala med et enkelt fast punkt; enhet av mengde varme (joule). Bureau International des Poids et Mesures , åpnet 12. april 2021 .  
10. ↑ Direktiv 71/354 / EØF fra Rådet 18. oktober 1971 om tilnærming av medlemslandenes lover om enheter i metrologi .
11. ↑ Direktiv 76/770 / EØF av 27. juli 1976 om endring av direktiv 71/354 / EØF om harmonisering av lovgivningen i medlemsstatene om enheter i metrologi .
12. ↑ Direktiv 80/181 / EØF av 20. desember 1979 om tilnærming av lovgivningen i medlemslandene om enheter i metrologi og opphevelse av direktiv 71/354 / EØF i den konsoliderte versjonen av 27. mai 2009 .
13. ↑ Rådsdirektiv 89/617 / EØF av 27. november 1989 om endring av direktiv 80/181 / EØF om harmonisering av medlemslandenes lover om enheter i metrologi .
14. ↑ Europaparlaments- og rådsdirektiv 99/103 / EF av 24. januar 2000 om endring av direktiv 80/181 / EØF om tilnærming av lovgivningen i medlemslandene om enheter i metrologi .