Questo articolo spiega cos’è un joule (o joule) in fisica. Troverai diversi esempi per sapere quanto vale un joule, le equivalenze con le altre unità, i multipli e sottomultipli del joule ed infine l’origine di questa unità.
Cos’è un joule (o joule) in fisica?
In fisica, il joule (o joule ) è un’unità utilizzata per esprimere valori di energia, lavoro e calore. Inoltre, il joule è l’unità di energia, lavoro e calore nel Sistema Internazionale di Unità (SI).
Un joule è pari a uno newton per un metro. Sebbene i joule possano essere definiti anche secondo le unità fondamentali del Sistema Internazionale, in questo caso un joule equivale a un chilogrammo moltiplicato per un metro quadrato diviso un secondo quadrato.
Il simbolo del joule (o joule) è la lettera maiuscola J. Ovviamente questa unità prende il nome da James Prescott Joule, un fisico molto importante del XIX secolo. Di seguito viene spiegata più dettagliatamente l’origine del joule come unità di misura.
Essendo l’unità del Sistema Internazionale, il joule è un’unità ampiamente utilizzata, in particolare nel campo dell’energia e del lavoro. Che si tratti di energia elettrica, meccanica, idraulica, cinetica, potenziale (o di lavoro), ecc.
Esempi dell’ordine di grandezza del joule
Ora che conosci la definizione di joule o joule in fisica, di seguito sono riportati alcuni esempi di misurazioni effettuate con questo dispositivo in modo da poter vedere effettivamente cosa rappresenta un joule.
- Un joule è la quantità di energia necessaria per sollevare di un metro un oggetto di 100 g sulla Terra.
- Uno sprint individuale richiede circa 3.000 J di energia cinetica.
- In generale, il consumo mensile di elettricità di una famiglia è in media di circa 1 GJ, ovvero 1.000.000.000 di J.
- La quantità di energia chimica necessaria per consumare 150 litri di petrolio è di circa 6 GJ, o 6.000.000.000 J.
- L’energia di cui una zanzara ha bisogno per volare è compresa tra 10 e 9 J, ovvero 0,000000009 J.
Pertanto, il joule è una piccola unità di misura nella vita di tutti i giorni, motivo per cui di solito vedrai le energie espresse in multipli del joule.
Tabella di equivalenza Joule
Nella tabella seguente puoi vedere le equivalenze tra il joule e le altre unità utilizzate per esprimere le stesse quantità:
| Unità | Abbreviazione | Equivalenza in joule (o joule) |
|---|---|---|
| wattora | Che cosa | 3600J |
| Caloria | lime | 4.1868J |
| Frigorie | fig | 4186.8J |
| Termico | th | 4186800J |
| grande caloria | Lime | 4186.8J |
| Elettronvolt | eV | 1.602176634 · 10 -19 J |
| Unità termale britannica | BTU | 1055.05585J |
| Erg | erg | 1 · 10 -7 D |
| Tonnellata equivalente di petrolio | tirocinio | 41868000000J |
| Tonnellata equivalente di carbone | Tecnologia | 29300000000J |
| piede per libbra | piedi-libbre | 1.35581795J |
Con questi valori delle equivalenze tra le diverse unità di energia, lavoro e calore, è possibile effettuare una conversione tra di loro.
Ad esempio, se desideri convertire 70 wattora in joule, moltiplica semplicemente il valore energetico per il fattore di conversione:
Multipli e sottomultipli di luglio
Il joule è un’unità ampiamente utilizzata in fisica e ingegneria, quindi è anche comune vedere i valori di energia, lavoro o calore espressi utilizzando multipli e sottomultipli. Qui sotto avete una tabella con il significato matematico di tutti i prefissi che trovate con Luglio.
I multipli di luglio sono i seguenti:
| nome | Simbolo | Parecchi |
|---|---|---|
| decajoule | giorno | 101 D |
| ettojoule | hJ | 102D |
| kilojoule | KJ | 103D |
| megajoule | MJ | 106 D |
| gigajoule | G.J. | 109 D |
| terajoule | T.J. | 1012 D |
| petajoule | PJ. | 10 15 D |
| exajoule | E.J. | 1018 D |
| zettajulio | Z.J. | 1021 D |
| yottajulio | YJ | 1024 D |
E i sottomultipli del joule sono i seguenti:
| nome | Simbolo | Sottomultiplo |
|---|---|---|
| decijoule | DJ | 10-1 D |
| centijoule | cj | 10-2D |
| millijoule | mJ | 10-3 D |
| microjoule | µJ | 10-6 giorni |
| nanojoule | New Jersey | 10-9 D |
| picojoule | pj | 10-12 giorni |
| femtojoule | fJ | 10-15 giorni |
| attojulio | un J | 10-18 giorni |
| zeptojoule | zJ | 10-21 giorni |
| yottojoule | yJ | 10-24 giorni |
Storia di luglio
In quest’ultima sezione vedremo l’origine del joule (o joule) come unità di misura di energia, lavoro e calore.
Ancor prima che il joule fosse considerato un’unità di misura, la prima unità di energia fu l’erg (erg), adottato nel 1882.
Tuttavia, nello stesso anno, l’ingegnere Wilhelm Siemens propose il joule come unità di calore alla British Association for the Advancement of Science. Il joule equivarrebbe a 10 7 erg.
Ma fu solo il 31 agosto 1889, durante il Secondo Congresso Internazionale sull’Elettricità tenutosi a Parigi, che il joule fu adottato come unità di calore in onore di tutto il lavoro svolto da James Prescott Joule (1818-1889) nello sviluppo della teoria del calore. A quel tempo il fisico era ancora vivo e aveva 63 anni, ma morì pochi mesi dopo (11 ottobre 1889). Durante lo stesso congresso anche il watt fu accettato come unità ufficiale di potenza.
Nel 1946, il Comitato Internazionale dei Pesi e delle Misure definì il joule come unità di lavoro. Più precisamente il joule era pari al lavoro compiuto da una forza di 1 N su una distanza di 1 m.
Successivamente, durante la IX Conferenza Generale sui Pesi e le Misure, tenutasi nel 1948, il joule fu designato anche come unità di energia e di calore. Va notato che ci furono non poche controversie poiché il joule fu stabilito come unità raccomandata per il calore prima della caloria, che era ampiamente utilizzata a quel tempo.
Infine, all’XI Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure tenutasi nel 1960, venne istituito il Sistema Internazionale di Unità e con esso venne designato il joule (o joule) come unità di lavoro, di energia e di calore di detto sistema.