Joule

Joule er én av flere avledete SI-enheter for måling av energi. Joule uttales jul på norsk^[1] og dʒuːl på engelsk^[2]. Symbolet for joule er J. Enheten er oppkalt etter den engelske fysikeren James Prescott Joule (1818–1889) og kan blant andre defineres ved hjelp av de grunnleggende enhetene meter, sekund og kilogram som

{\text{J}}={\frac {{\text{kg}}\cdot {\text{m}}^{2}}{{\text{s}}^{2}}}={\text{N}}\cdot {\text{m}}={\text{W}}\cdot {\text{s}}={\text{C}}\cdot {\text{V}},

1 joule er den energimengden som kreves for å flytte noe mot en kraft på 1 newton over en distanse på 1 m. Den samme energien frigis hvis punktet flyttes 1 m i kraftens retning. Det er også lik den energien som avgis av 1 watt effekt i løpet av 1 sekund, med betegnelsen 1 W⋅s eller ett wattsekund.

1 Nm er også betegnelsen for et dreiemoment som har kraften 1 N i avstanden 1 m fra dreiepunktet. Tilsvarende er kraften for det samme dreiemomentet 10 N i avstanden 10 cm og 0.5 N i 2 meters avstand. Dette momentet uttrykker kun en kraft i en gitt avstand fra dreiepunktet og uttrykker uttrykkelig ikke energi. Årsaken til at Nm både kan uttrykke energi, og kraft (som funksjon av avstand) er at kraften og avstanden har sammenfallende retninger for energimålet, men er ortogonale (måles tvers (90 grader) på hverandre) for dreiemomentet. Dette avsnittet tjener kun til forklaring og hører ellers ikke til under oppslagsordet joule.

Eksempler

En joule er lik:

Den mekaniske energien som kreves for å løfte en 102 gram tung tomat 1 meter vertikalt fra jordens overflate.
Den kinetiske energien som er sluppet ut når den samme tomaten faller tilbake til bakken.
Den kinetiske energien til en 56 gram tennisball som beveger seg med 6 m/s (22 km/t).
Den mekaniske energien som kreves for å akselerere 1 kg masse i 1 m/s², 1 meter i verdensrommet.
Den termiske energien som trengs for å varme opp 1 gram vann med 0,24 °C.
Den elektriske energien som kreves for at en 1 watts LED-pære skal lyse i 1 sekund (1 Ws).
Den ernæringsmessige energien til omtrent 0.03 gram fett, 0.06 gram proteiner/karbohydrater, eller 0.1 gram sukker.^[3]

Kilowattime som alternativ måleenhet

I praksis vil måling av energimengder ofte ta utgangspunkt i hvilken effekt energien omsettes med, over en gitt tid. Effekt (målt i watt) er et mål for den energimengden som omsettes per tidsenhet. Omvendt kan energi dermed også uttrykkes matematisk som produktet av effekt og tid. Uttrykt i SI-systemet betyr det at 1 J er det samme som 1 W⋅s. Man skalerer i praksis ofte enhetene med passende prefikser som med kilowattime, der 1 kilowattime = 3,6 megajoule (MJ) = 3 600 000 joule, altså wattsekunder (1000 Watt x 60 sek/min x 60 min/time x 1 time).

Omregningsfaktorer

1 J = 0,239 cal (kalori)
1 cal = 4,184 J
1 J = 2,778 × 10^-4 Wh (wattime)
1 J = 2,778 × 10^-7 kWh (kilowattime) = 0,0000002778 kWh
1 kWh = 3 600 000 J = 3,6 MJ
1 pJ = 1 × 10^-12 J
1000 J = 1kJ (kilojoule)

Se også

SI-prefiks

Referanser

^ «Bokmålsordboka på nett, joule». Arkivert fra originalen 7. november 2017. Besøkt 2. august 2017.
^ Oxford English Dictionary oppslaget joule, n., konsultert onlineutgaven 11. april 2013.
^ «Chapter 3: Calculation Of The Energy Content Of Foods – Energy Conversion Factors». Food and Agriculture Organization of the United Nations. Besøkt 30. mars 2017.