Este artigo explica o que é um joule (ou joule) na física. Você encontrará vários exemplos para saber quanto vale um joule, as equivalências com outras unidades, os múltiplos e submúltiplos do joule e finalmente a origem desta unidade.
O que é um joule (ou joule) em física?
Na física, o joule (ou joule ) é uma unidade utilizada para expressar valores de energia, trabalho e calor. Além disso, o joule é a unidade de energia, trabalho e calor no Sistema Internacional de Unidades (SI).
Um joule é igual a um newton vezes um metro. Embora os joules também possam ser definidos de acordo com as unidades fundamentais do Sistema Internacional, neste caso um joule equivale a um quilograma multiplicado por um metro quadrado dividido por um segundo ao quadrado.
O símbolo do joule (ou joule) é a letra maiúscula J. Obviamente, esta unidade leva o nome de James Prescott Joule, um físico muito importante do século XIX. Abaixo, a origem do joule como unidade de medida é explicada com mais detalhes.
Por ser a unidade do Sistema Internacional, o joule é uma unidade amplamente utilizada, principalmente em energia e trabalho. Seja elétrica, mecânica, hidráulica, cinética, energia potencial (ou de trabalho), etc.
Exemplos da ordem de grandeza do joule
Agora que você conhece a definição de joule ou joule na física, abaixo estão vários exemplos de medições feitas com este dispositivo para que você possa realmente ver o que um joule representa.
- Um joule é a quantidade de energia necessária para levantar um objeto de 100 g na Terra em um metro.
- Um sprint individual requer aproximadamente 3.000 J de energia cinética.
- Em geral, o consumo médio mensal de eletricidade de uma família gira em torno de 1 GJ, ou 1.000.000.000 J.
- A quantidade de energia química necessária para consumir 150 litros de petróleo é de aproximadamente 6 GJ, ou 6.000.000.000 J.
- A energia que um mosquito precisa para voar é de 10 a 9 J, ou 0,000000009 J.
Portanto, o joule é uma pequena unidade de medida na vida cotidiana, e é por isso que normalmente você verá energias expressas em múltiplos do joule.
Tabela de equivalência de Joule
Na tabela a seguir você pode ver as equivalências entre o joule e outras unidades usadas para expressar as mesmas quantidades:
| Unidade | Abreviação | Equivalência em joules (ou joules) |
|---|---|---|
| watt-hora | O que | 3600J |
| Caloria | Lima | 4.1868J |
| Frigorie | fg | 4186.8J |
| Térmico | º | 4186800J |
| grande caloria | Lima | 4186.8J |
| Elétron-volt | eV | 1.602176634 · 10 -19 J |
| Unidade Térmica Britânica | BTUs | 1055.05585J |
| Erg | erg | 1 · 10 -7D |
| Tonelada de óleo equivalente | Estágio | 41868000000J |
| Tonelada de carvão equivalente | Tecnologia | 29300000000J |
| pé por libra | pés-lb | 1.35581795J |
Com estes valores das equivalências entre as diferentes unidades de energia, trabalho e calor, pode-se fazer uma conversão entre elas.
Por exemplo, se você deseja converter 70 watts-hora em joules, basta multiplicar o valor da energia pelo fator de conversão:
Múltiplos e submúltiplos de julho
O joule é uma unidade amplamente utilizada em física e engenharia, por isso também é comum ver valores de energia, trabalho ou calor expressos por meio de múltiplos e submúltiplos. Abaixo você encontra uma tabela com o significado matemático de todos os prefixos que você encontra em julho.
Os múltiplos de julho são os seguintes:
| nome | Símbolo | Diversos |
|---|---|---|
| decajoule | dia | 10 1D |
| hectojoule | hJ | 10 2D |
| quilojoule | KJ | 10 3D |
| megajoule | MJ | 10 6D |
| gigajoules | GJ | 10 9D |
| terajoule | TJ | 10 12D |
| petajoule | P J. | 10 15D |
| exajoule | EJ | 10 18D |
| zettajulio | ZJ | 10 21D |
| yottajulio | YJ | 10 24D |
E os submúltiplos do joule são os seguintes:
| nome | Símbolo | Submúltiplo |
|---|---|---|
| decijoule | DJ | 10 -1D |
| centijoule | cj | 10-2D |
| milijoule | mJ | 10 -3D |
| microjoule | μJ | 10 -6 dias |
| nanojoule | Nova Jersey | 10 -9D |
| picojoule | pijama | 10 -12 dias |
| femtójoule | fJ | 10 -15 dias |
| attojulio | um J | 10 -18 dias |
| zeptojoule | zJ | 10 -21 dias |
| ioctojoule | yJ | 10 -24 dias |
História de julho
Nesta última seção veremos a origem do joule (ou joule) como unidade de medida de energia, trabalho e calor.
Antes mesmo de o joule ser considerado unidade de medida, a primeira unidade de energia foi o erg (erg), adotada em 1882.
No entanto, no mesmo ano, o engenheiro Wilhelm Siemens propôs o joule como unidade de calor à Associação Britânica para o Avanço da Ciência. O joule seria equivalente a 10 7 erg.
Mas foi somente em 31 de agosto de 1889, durante o Segundo Congresso Internacional de Eletricidade realizado em Paris, que o joule foi adotado como unidade de calor em homenagem a todo o trabalho realizado por James Prescott Joule (1818-1889) no desenvolvimento da teoria do calor. Naquela época, o físico ainda estava vivo e tinha 63 anos, mas faleceu poucos meses depois (11 de outubro de 1889). Durante este mesmo congresso, o watt também foi aceito como unidade oficial de potência.
Em 1946, o Comitê Internacional de Pesos e Medidas definiu o joule como uma unidade de trabalho. Mais precisamente, o joule era igual ao trabalho realizado por uma força de 1 N numa distância de 1 m.
Posteriormente, durante a 9ª Conferência Geral de Pesos e Medidas, realizada em 1948, o joule também foi designado como unidade de energia e calor. Ressalte-se que houve bastante polêmica, pois o joule foi estabelecido como a unidade recomendada para calor à frente da caloria, muito utilizada na época.
Por fim, na 11ª Conferência Geral de Pesos e Medidas realizada em 1960, foi estabelecido o Sistema Internacional de Unidades e com ele o joule (ou joule) foi designado como unidade de trabalho, energia e calor desse sistema.