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焦耳

2021-07-16 12:27:04

焦耳(简称)是国际单位制中能量、功或热量的导出单位,符号为J。在经典力学里,1焦耳等于施加1牛顿作用力经过1米距离所需的能量(或做的机械功)。在电磁学里,1焦耳等于将1安培电流通过1欧姆电阻1秒时间所需的能量。焦耳是因纪念物理学家詹姆斯·焦耳而命名。

以其它单位表示,

J=N⋅m=(kg⋅ms2)⋅m=kg⋅m2s2=Pa⋅m3=W⋅s =C⋅V{\displaystyle{\rm{J=N\cdot m=\left({\frac{kg\cdot m}{s^{2}}}\right)\cdot m={\frac{kg\cdot m^{2}}{s^{2}}}=Pa\cdot m^{3}=W\cdot s\ =C\cdot V\,\!}}}

1焦耳也可以定义为:

  • 移动1库仑电荷通过1伏特电压差所需做的功,或1库仑·伏特。这关系也可以逆反过来定义伏特。
  • 产生1瓦特功率1秒时间所需做的功,或1瓦特·秒。这关系也可以逆反过来定义瓦特。

与力矩单位的混淆

虽然在单位方面,表示焦耳为牛顿·米是正确的,为了避免与力矩单位发生混淆,国际度量衡局并不鼓励这种用法。力矩与能量的物理意义完全不同。

就物理量本身来说,能量由力和距离点乘得到,是标量;力矩由力和距离叉乘得到,是矢量,两者有根本的不同。

实际例子

一焦耳能量相等于施加一牛顿的作用力于任意物件,使之移动一米距离;也等于在地心引力影响下将一个质量为102克的苹果抬高一米;或是1瓦特的功率作1秒所释放的能量。

单位转换

一焦耳相等于:

  • 1×10尔格
  • 6.24150974×10电子伏特
  • 0.239 小卡路里
  • 9.4782×10英国热量单位(British thermal unitBTU
  • 0.737 呎·磅力(foot-pounds force
  • 23.7 呎·磅(foot-pounds
  • 2.7778×10千瓦·小时
  • 2.7778×10瓦特·小时

以焦耳定义的单位:

  • 1 小卡路里= 4.184焦耳
  • 1 watt hour = 3600焦耳
  • 1kilowatt hour = 3.6×10焦耳
  • 1吨TNT = 4.184×10焦耳

参阅

  • 单位转换
  • 数量级(能量)
  • 瓦特
  • 能量
  • 牛顿(单位)

参考文献

外部链接

资料专题:焦耳外部链接