Joule

Joule ou júlio (símbolo: J, plural "joules") é a unidade tradicionalmente usada para medir energia mecânica (trabalho), também utilizada para medir energia térmica (calor). No Sistema Internacional de Unidades (SI), todo trabalho ou energia são medidos em joules.Predefinição:HarvRef

$1\mathrm{J}=1\mathrm{k}\mathrm{g}\cdot \frac{{\mathrm{m}}^2}{{\mathrm{s}}^2}$

Nomenclatura

James Prescott Joule

A unidade recebeu este nome em homenagem ao físico britânico James Prescott Joule,Predefinição:HarvRef que, em 1849, demonstrou a equivalência entre trabalho e calor, ao medir o aumento da temperatura de uma amostra de água quando uma roda de pás é rotacionada dentro dela.Predefinição:HarvRef

Equivalências

Um joule compreende a quantidade de energia correspondente à aplicação de uma força de um newton durante um percurso de um metro. Ou seja, é a energia que acelera uma massa de 1 kg a 1 m/s² num espaço de 1 m.Predefinição:HarvRef Essa mesma quantidade poderia ser dita como um newton metro. No entanto, e para se evitar confusões, reservamos o newton metro como unidade de medida de binário (ou torque).

Além disso, o joule é equivalente a um coulomb volt (C·V), ou o trabalho necessário para se mover a carga elétrica de um coulomb através de uma diferença de potencial de um volt. Pode ainda ser definido como o trabalho produzido com a potência de um watt durante um segundo; ou um watt segundo (compare quilowatt-hora), com W·s. Assim, um quilowatt-hora corresponde a 3 600 000 joules ou 3,6 megajoules. Em energia, é definido pela quantidade de energia necessária para produzir uma aceleração de 1 m/s² em uma massa de 1 kg.Predefinição:HarvRef ou pela energia potencial de uma massa de 1 kg posta a uma altura de 1 m sobre um ponto de referência, num campo gravitacional de 1 m/s². Como a gravidade terrestre é de 9,81 m/s² ao nível do mar, 1 kg a 1 m acima da superfície da Terra, tem uma energia potencial de 9,81 joules relativa a ela. Ao cair, esta energia potencial gradualmente passará de potencial para cinética, considerando-se a conversão completa no instante em que a massa atingir o ponto de referência. Enquanto a energia cinética é relativa a um modelo inercial, no exemplo o ponto de referência, energia potencial é relativa a uma posição, no caso a superfície da Terra.

Outro exemplo do que é um joule seria o trabalho necessário para levantar uma massa de 1/9,8 kg na altura de um metro, sob a gravidade terrestre, que também se equivale a um watt durante um segundo. Um joule, portanto, seria a energia potencial de uma maçã a um metro do chão.Predefinição:HarvRef Embora apropriada para objetos macroscópicos, não é uma boa unidade para as relações da física atômica.Predefinição:HarvRef

Um joule é exatamente igual a 10⁷ ergsPredefinição:HarvRef e a 1 N × m (1 newton-metro) ou 1 W × s (watt-segundo). É aproximadamente igual a 6,2415 Predefinição:E eV (elétron-volts), 0,2390 cal (calorias), 2,3901 Predefinição:E kcal (quilocalorias), 2,7778 Predefinição:E quilowatt-hora, 2,7778 Predefinição:E watt-hora, 9,8692 Predefinição:E litro-atmosfera, 9,4782 Predefinição:E BTU. Outras unidades definidas em termos de joule são o watt-hora (3600 J), o quilowatt-hora (3,6 Predefinição:E J ou 3,6 MJ) e a ton TNT (4,184 GJ).

Múltiplos

Predefinição:Múltiplos do Sistema Internacional de Unidades

Ver também

• James Prescott Joule

Bibliografia

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