Cet article explique ce qu'est un joule (ou joule) en physique. Vous trouverez plusieurs exemples pour connaître combien vaut un joule, les équivalences avec d'autres unités, les multiples et sous-multiples du joule et enfin l'origine de cette unité.
Qu'est-ce qu'un joule (ou joule) en physique ?
En physique, le joule (ou joule ) est une unité utilisée pour exprimer des valeurs d'énergie, de travail et de chaleur. De plus, le joule est l'unité d'énergie, de travail et de chaleur dans le Système international d'unités (SI).
Un joule équivaut à un newton multiplié par un mètre. Bien que les joules puissent également être définis selon les unités fondamentales du Système international, dans ce cas, un joule équivaut à un kilogramme multiplié par un mètre carré divisé par une seconde carrée.
Le symbole du joule (ou joule) est la lettre majuscule J. Évidemment, cette unité porte le nom de James Prescott Joule, un physicien très important du XIXe siècle. Ci-dessous, l'origine du joule comme unité de mesure est expliquée plus en détail.
Comme il s’agit de l’unité du Système International, le joule est une unité largement utilisée, notamment en énergie et en travail. Qu’il s’agisse d’énergie électrique, mécanique, hydraulique, cinétique, d’énergie potentielle (ou de travail), etc.
Exemples d'ordre de grandeur du joule
Maintenant que vous connaissez la définition du joule ou du joule en physique, vous trouverez ci-dessous plusieurs exemples de mesures effectuées avec cet appareil afin que vous puissiez réellement voir ce que représente un joule.
- Un joule est la quantité d'énergie nécessaire pour soulever un objet de 100 g sur Terre d'un mètre.
- Un sprint individuel nécessite environ 3 000 J d'énergie cinétique.
- En général, la consommation électrique mensuelle d'une famille est en moyenne d'environ 1 GJ, soit 1 000 000 000 J.
- La quantité d'énergie chimique nécessaire pour consommer 150 litres de pétrole est d'environ 6 GJ, soit 6 000 000 000 J.
- L'énergie dont un moustique a besoin pour voler est de 10 à 9 J, soit 0,000000009 J.
Par conséquent, le joule est une petite unité de mesure dans la vie quotidienne, c’est pourquoi vous verrez généralement les énergies exprimées en multiples du joule.
Tableau d'équivalence Joule
Dans le tableau suivant, vous pouvez voir les équivalences entre le joule et d'autres unités utilisées pour exprimer les mêmes grandeurs :
| Unité | Abréviation | Equivalence en joules (ou joules) |
|---|---|---|
| wattheure | quoi | 3600J |
| Calorie | citron vert | 4.1868J |
| Frigorie | fg | 4186.8J |
| Thermie | ème | 4186800J |
| grosse calorie | Citron vert | 4186.8J |
| Électron-volt | eV | 1.602176634 · 10 -19 J |
| Unité thermique britannique | BTU | 1055.05585J |
| Erg | erg | 1 · 10 -7 J |
| Tonne équivalent pétrole | Étape | 41868000000J |
| Tonne équivalent charbon | Technologie | 29300000000J |
| pied par livre | pi-lb | 1.35581795J |
Avec ces valeurs des équivalences entre les différentes unités d'énergie, de travail et de chaleur, vous pouvez faire une conversion entre elles.
Par exemple, si vous souhaitez convertir 70 wattheures en joules, multipliez simplement la valeur énergétique par le facteur de conversion :
Multiples et sous-multiples de juillet
Le joule est une unité largement utilisée en physique et en ingénierie, il est donc également courant de voir les valeurs d'énergie, de travail ou calorifiques exprimées à l'aide de multiples et de sous-multiples. Ci-dessous vous avez un tableau avec la signification mathématique de tous les préfixes que vous trouverez avec juillet.
Les multiples de juillet sont les suivants :
| nom | Symbole | Plusieurs |
|---|---|---|
| décajoule | jour | 10 1 J |
| hectojoule | hJ | 10 2 J |
| kilojoule | kJ | 10 3 J |
| mégajoule | M.J. | 10 6 J |
| gigajoules | G.J. | 10 9 J |
| térajoule | T.J. | 10 12 J |
| pétajoule | P J. | 10 15 J |
| exajoule | E.J. | 10 18 J |
| zettajulio | ZJ | 10 21 J |
| yottajulio | Y.J. | 10 24 J |
Et les sous-multiples du joule sont les suivants :
| nom | Symbole | Sous-multiple |
|---|---|---|
| décijoule | DJ | 10 -1 J |
| centijoule | c.j. | 10-2J |
| millijoule | mJ | 10 -3 J |
| microjoule | µJ | 10 -6 J |
| nanojoule | New Jersey | 10 -9 J |
| picojoule | p j | 10 -12 J |
| femtojoule | fJ | 10 -15 J |
| attojulio | un J | 10 -18 J |
| zeptojoule | zJ | 10 -21 J |
| yoctojoule | yJ | 10 -24 J |
Histoire de juillet
Dans cette dernière section nous verrons l'origine du joule (ou joule) comme unité de mesure de l'énergie, du travail et de la chaleur.
Avant même que le joule ne soit considéré comme unité de mesure, la première unité d’énergie était l’erg (erg), adoptée en 1882.
Cependant, la même année, l'ingénieur Wilhelm Siemens a proposé le joule comme unité de chaleur à la British Association for the Advancement of Science. Le joule équivaudrait à 10 7 erg.
Mais ce n'est que le 31 août 1889, lors du deuxième Congrès international de l'électricité tenu à Paris, que le joule fut adopté comme unité de chaleur en l'honneur de tout le travail réalisé par James Prescott Joule (1818-1889) dans le développement de la théorie sur la chaleur. A cette époque, le physicien était encore en vie et avait 63 ans, mais il mourut quelques mois plus tard (11 octobre 1889). Lors de ce même congrès, le watt fut également accepté comme unité officielle de puissance.
En 1946, le Comité international des poids et mesures a défini le joule comme unité de travail. Plus précisément, le joule était égal au travail effectué par une force de 1 N sur une distance de 1 m.
Plus tard, lors de la 9e Conférence générale des poids et mesures qui eut lieu en 1948, le joule fut également désigné comme unité d'énergie et de chaleur. Il convient de noter qu'il y a eu pas mal de controverses car le joule a été établi comme l'unité recommandée pour la chaleur devant la calorie, largement utilisée à cette époque.
Enfin, lors de la 11e Conférence générale des poids et mesures tenue en 1960, le Système international d'unités a été établi et avec lui le joule (ou joule) a été désigné comme unité de travail, d'énergie et de chaleur dudit système.