تشرح هذه المقالة ما هي جميع وحدات الطاقة، وبشكل أكثر تحديدًا، ما هي وحدة الطاقة في النظام الدولي (SI). بالإضافة إلى ذلك يتم عرض جدول يوضح المعادلات بين قياسات الطاقة المختلفة وكيفية تحويل قيمة الطاقة المعبر عنها بوحدات معينة إلى وحدات أخرى.
ما هي وحدات الطاقة؟
يمكن التعبير عن الطاقة بوحدات مختلفة. الوحدات الأكثر استخدامًا لقياس الطاقة هي:
- الجول أو الجول (J) : هي وحدة الطاقة في النظام الدولي.
- واط ساعة (Wh) – وحدة الطاقة المستخدمة في المقام الأول للتعبير عن استهلاك الطاقة الكهربائية.
- السعرات الحرارية (كال) – وحدة الطاقة المستخدمة في دراسة تأثيرات الحرارة النشطة.
- فريجوريا (fg) : وحدة الطاقة المستخدمة لقياس امتصاص الطاقة الحرارية.
- الحرارة (th) : وحدة الطاقة المستخدمة في حساب استهلاك الغاز الطبيعي.
- السعرات الحرارية الكبيرة (Cal) : وحدة الطاقة التي يدرس بها استهلاك الطاقة لجسم الإنسان.
- الإلكترون فولت (eV) : وحدة الطاقة المستخدمة لدراسة الطاقة المنقولة بواسطة عناصر صغيرة جدًا، مثل الطاقة النووية.
- الوحدة الحرارية البريطانية (BTU) – وحدة طاقة تستخدم بشكل أساسي في معدات تكييف الهواء.
- إرج (erg) : وحدة طاقة غير مستخدمة حاليًا، وقد تم استخدامها بشكل خاص في الولايات المتحدة وفي بعض مجالات الهندسة المحددة جدًا.
- طن مكافئ النفط (Toe) : وحدة الطاقة التي تشير إلى إنتاج الطاقة للطن من النفط.
- طن من مكافئ الفحم (Tec) – وحدة طاقة تشير إلى إنتاجية الطاقة لطن من الفحم.
كما ترون، هناك العديد من وحدات قياس الطاقة، ويتم استخدام كل منها في سياق مختلف. ومع ذلك، يتم التعبير عن معظم أنواع الطاقة (الطاقة الحركية، والطاقة الكامنة، والطاقة الميكانيكية، وما إلى ذلك) بالجول (أو الجول).
تجدر الإشارة إلى أنه في بعض القطاعات يتم إنشاء وحدات الطاقة على أساس وحدات الاستهلاك لتقييم كمية الطاقة التي يوفرها مصدر الطاقة. على سبيل المثال، يمكننا إيجاد الطاقة المعبر عنها بالسعرات الحرارية المتوفرة لكل كيلوغرام مستهلك من مصدر الطاقة (كيلو كالوري/كجم).
وحدات الطاقة في النظام الدولي
وحدة قياس الطاقة في النظام الدولي للوحدات هي الجول (أو الجول). لذلك، في الفيزياء، يتم التعبير عن معظم قيم الطاقة بالجول.
تذكر أن الجول يتم تعريفه على أنه مقدار الشغل المبذول بواسطة قوة مقدارها نيوتن واحد مطبقة على مسافة متر في نفس اتجاه القوة.
الرمز الذي يعبر عن كمية جول الطاقة هو الحرف الكبير J.
جدول وحدات الطاقة
وفيما يلي جدول يوضح المعادلات بين وحدات الطاقة المختلفة:
| وحدة | اختصار | التكافؤ بالجول (أو الجول) |
|---|---|---|
| ساعة وات | ماذا | 3600 ج |
| السعرات الحرارية | جير | 4.1868ج |
| فريجوري | fg | 4186.8ج |
| الحرارية | ذ | 4186800ج |
| سعرات حرارية كبيرة | جير | 4186.8ج |
| إلكترون فولت | فولت | 1.602176634 · 10 -19 ج |
| الوحدة الحرارية البريطانية | وحدات حرارية بريطانية | 1055.05585ج |
| إيرج | erg | 1 · 10 -7 د |
| ما يعادل طن من النفط | التدريب الداخلي | 41868000000ج |
| ما يعادل طن من الفحم | تكنولوجيا | 29300000000ج |
| قدم لكل رطل | قدم رطل | 1.35581795ج |
يمكنك استخدام جدول معادلة قياس الطاقة هذا لتحويل الطاقة في أي وحدة أخرى إلى جول.
تحويل وحدات الطاقة
بالنظر إلى النظرية المتعلقة بوحدات الطاقة، يوضح ما يلي كيف يتم تحويل الطاقة المعبر عنها بالجول إلى أنواع أخرى من الوحدات والعكس صحيح.
لتحويل وحدات الطاقة إلى جول (أو جول) ، يجب عليك ضرب قيمة الطاقة بقيمة التكافؤ بين الوحدتين. يمكن العثور على هذه القيمة الأخيرة في جدول الوحدات أعلاه.
على سبيل المثال، إذا أردنا تحويل 50 سعرة حرارية إلى جول، نجد عامل التحويل في الجدول أعلاه (4.1868 J) ونحسب حاصل ضرب القيمتين:
سنرى الآن كيفية القيام بالخطوة المعاكسة، وهي الانتقال من الجول إلى وحدة أخرى للطاقة.
لتحويل قياس الطاقة المعبر عنه بالجول (أو الجول) إلى وحدة أخرى ، يجب عليك قسمة قيمة الطاقة على عامل التحويل من جدول التكافؤ أعلاه.
على سبيل المثال، يتم تحويل 150 جول إلى سعرات حرارية على النحو التالي:
وحدات الطاقة والعمل
وحدة قياس الطاقة والشغل في النظام الدولي هي الجول (أو الجول). لذلك، في الفيزياء، يتم التعبير عن الطاقة والشغل بنفس الوحدات.
ومع ذلك، حتى لو تم التعبير عن الكميتين بنفس الوحدات، فهذا لا يعني أنهما نفس المفهوم. في الواقع، يتم تعريف الطاقة في الفيزياء على أنها القدرة على بذل شغل، في حين يتم تعريف عمل القوة المؤثرة على الجسم على أنه الطاقة اللازمة لتحريك الجسم المذكور.
باختصار، في الفيزياء، ترتبط الطاقة والشغل ارتباطًا وثيقًا، لكنهما لا يعنيان نفس الشيء تمامًا.