焦耳

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焦耳(簡稱)是國際單位制能量熱量導出單位,符號為J。在經典力學裏,1焦耳等於施加1牛頓作用力經過1公尺距離所需的能量(或做的機械功)。在電磁學裏,1焦耳等於將1安培電流通過1歐姆電阻1秒時間所需的能量。焦耳是因紀念物理學家詹姆斯·焦耳而命名[1][2]

以其它單位表示,

\rm 1\ J = 1\ N \cdot m = \left ( \frac{kg \cdot m}{s^2} \right ) \cdot m = \frac{kg \cdot m^2}{s^2}=Pa \cdot m^3= 1\ W \cdot s\,\!

1焦耳也可以定義為

  • 移動1庫侖電荷通過1伏特電壓差所需做的功,或1庫侖·伏特。這關係也可以逆反過來定義伏特。
  • 產生1瓦特功率1秒時間所需做的功,或1瓦特·秒。這關係也可以逆反過來定義瓦特。

牛頓·公尺是能量單位還是力矩單位?[編輯]

雖然在單位方面,表示焦耳為牛頓·公尺是正確的,為了避免與力矩單位發生混淆,國際度量衡局並不鼓勵這種用法[3]。力矩與能量的物理意義完全不同。

另外,能量是點乘,而力矩是叉乘,兩者是有區分的。

實際例子[編輯]

一焦耳能量相等於施加一牛頓的作用力於任意物件,使之移動一米距離;也等於在地心重力影響下將一個重102克的蘋果抬高一米。或是1瓦特的功率作1秒所釋放的能量。

單位轉換[編輯]

一焦耳相等於:

以焦耳定義的單位

參閱[編輯]

參考文獻[編輯]

  1. ^ The American Heritage Dictionary, Second College Edition (1985). Boston: Houghton Mifflin Co., p. 691.
  2. ^ McGraw-Hill Dictionary of Physics, Fifth Edition (1997). McGraw-Hill, Inc., p. 224.
  3. ^ 國際度量衡局官方網頁表明:"通過綜合幾個基本單位,衍生單位通常可以以不同方式表達。例如,焦耳可以正式地寫為牛頓·公尺或公斤·公尺2/秒2。但是,這種代數自由還必須考慮到符合實際狀況;在某種狀況,使用某特定形式所得到的益處會比較多。實際而言,為了區分擁有同樣因次的不同物理量,有些物理量必須取特定的衍生單位為其單位。"
  4. ^ 一篇關於將營養單位從卡路里改變到焦耳的報告:The adoption of joules as units of energy, FAO/WHO Ad Hoc Committee of Experts on Energy and Protein, 1971.

外部連結[編輯]