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焦耳

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此条目的主題是能量的单位焦耳。关于物理学家焦耳,請見「詹姆斯·普雷斯科特·焦耳」。
焦耳
单位制國際單位制導出單位
物理量名称能量
符号J 
得名詹姆斯·普雷斯科特·焦耳
單位換算
1 J相当于
   國際單位制基本单位   公斤2−2
   公分-克-秒制   7007100000000000000♠1×107爾格
   千瓦·時   7000100079999999999♠2.78×10−7 kW·h
   卡路里 (熱化学)   6996239000000000000♠2.390×10−4 kcalth
   英熱單位   7000100019294828376♠9.48×10−4 BTU
   電子伏特   6999999758127888000♠6.24×1018 eV

焦耳(簡稱)是國際單位制能量熱量導出單位,符號為J。焦耳是因紀念物理學家詹姆斯·焦耳而命名[1][2]

1焦耳可以定義為:

  • 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。

用單位表示可表示為:

J=Nm=(kgms2)m=kgm2s2=Pam3=Ws =CV{\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\,\!}}}

符號單位意涵
J焦耳能量
N牛頓
kg公斤質量
m公尺長度
s時間
Pa壓力
W功率
C庫倫電量
V伏特電壓

與力矩單位的混淆

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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。

就物理量本身来说,能量由力和距離內積得到,是純量;力矩由力和距離外積得到,是向量,兩者有根本的不同。

實際例子

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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;也等於在重力影響下將一個質量為102克的蘋果抬高一公尺;或是1瓦特的功率作1秒所释放的能量。

單位轉換

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一焦耳相等於:

以焦耳定義的單位:

應用範圍

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能量

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熱量

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「熱量」與「熱能」並不相同,兩者之間的關係,就好比是做功機械能之間的關係一樣。

參閱

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參考文獻

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  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页面存档备份,存于互联网档案馆)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页面存档备份,存于互联网档案馆), FAO/WHO Ad Hoc Committee of Experts on Energy and Protein, 1971.

外部連結

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基本单位
SI base unit
导出单位
可並用單位
參閱
以人名命名的国际单位制单位
基本单位
导出单位
另见
线性(平动)的量角度(转动)的量
量纲LL2量纲
T时间:t
s
位移积分:A
m s英语meter second
T时间:t
s
距离:d,位矢:r,s,x,位移
m
面积:A
m2
角度:θ,角移:θ
rad
立體角:Ω
rad2, sr
T−1頻率:f
s−1英语inverse second,Hz
速率:v,速度:v
m s−1
面積速率:ν
m2 s−1
T−1頻率:f
s−1英语inverse second,Hz
角速率:ω,角速度:ω
rad s−1
T−2加速度:a
m s−2
T−2角加速度:α
rad s−2
T−3加加速度:j
m s−3
T−3角加加速度:ζ
rad s−3
M质量:m
kg
ML2轉動慣量I
kg m2
MT−1动量:p,冲量:J
kg m s−1,N s英语newton second
作用量:𝒮,actergy:
kg m2 s−1,J s英语joule-second
ML2T−1角动量:L,角衝量:ι
kg m2 s−1
作用量:𝒮,actergy:
kg m2 s−1,J s英语joule-second
MT−2:F,重量:Fg
kg m s−2,N
能量:E,:W
kg m2 s−2,J
ML2T−2力矩:τ,moment英语Moment (physics):M
kg m2 s−2,N m
能量:E,:W
kg m2 s−2,J
MT−3加力:Y
kg m s−3, N s−1
功率:P
kg m2 s−3W
ML2T−3rotatum英语rotatum:P
kg m2 s−3, N m s−1
功率:P
kg m2 s−3W
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