Джоуль

Эта статья — о единице измерения. Об учёном-физике см. Джоуль, Джеймс Прескотт.

Джоуль
Дж, J
Величина	работа, энергия, количество теплоты
Система	СИ
Тип	производная
Медиафайлы на Викискладе

Джо́уль (англ. Joule; русское обозначение: Дж; международное: J) — единица измерения работы, энергии и количества теплоты в Международной системе единиц (СИ). Джоуль равен работе, совершаемой силой в один ньютон при перемещении массы на расстояние одного метра в направлении действия силы^[1]. Таким образом, 1 Дж = 1 Н·м=1 кг·м²/с². В электричестве джоуль означает работу, которую совершают силы электрического поля за 1 секунду при напряжении в 1 вольт для поддержания силы тока в 1 ампер^[2].

В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы джоуль пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной. Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях других производных единиц, образованных с использованием джоуля. Например, обозначение единицы молярной внутренней энергии «джоуль на моль» записывается как Дж/моль.

Джоуль был введён в абсолютные практические электрические единицы в качестве единицы работы и энергии электрического тока на Втором международном конгрессе электриков, проходившем в год смерти Джеймса Джоуля (1889). Международная конференция по электрическим единицам и эталонам (Лондон, 1908) установила «международные» электрические единицы, в том числе «международный джоуль». После возвращения с 1 января 1948 к абсолютным электрическим единицам было принято соотношение: 1 международный джоуль = 1,00020 абсолютного джоуля^[3]. В Международную систему единиц (СИ) джоуль введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году одновременно с принятием системы СИ в целом^[4].

Перевод в другие единицы

• 1 Дж = 1 кг·м²/с² = 1 Н·м = 1 Вт·с = 1 Кл·В.
• 1 Дж = 10⁷ эрг.
• 1 Дж ≈ 6,24151⋅10¹⁸ эВ.
• 1 МДж = 0,277(7) кВт·ч.
• 1 кВт·ч = 3,6 МДж.
• 1 Дж ≈ 0,238846 калориям.
• 1 калория_м (международная) = 4,1868 Дж^[5].
• 1 термохимическая калория = 4,1840 Дж^[5].
• 1 килотонна ТНТ (=Ткал_т) ≈ 4,1840 ТДж (4,184⋅10¹² Дж).
• 1 килограмм-сила-метр (кгс·м) = 9,80665 Дж (точно).
• 1 Дж ≈ 0,101972 кгс·м.

Кратные и дольные единицы

В соответствии с полным официальным описанием СИ, содержащемся в действующей редакции Брошюры СИ (фр. Brochure SI), опубликованной Международным бюро мер и весов (МБМВ), десятичные кратные и дольные единицы джоуля образуются с помощью стандартных приставок СИ^[6]. «Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации», принятое Правительством Российской Федерации, предусматривает использование в РФ тех же приставок^[7].

Кратные				Дольные
величина	название	обозначение		величина	название	обозначение
10^1 Дж	декаджоуль	даДж	daJ	10^−1 Дж	дециджоуль	дДж	dJ
10^2 Дж	гектоджоуль	гДж	hJ	10^−2 Дж	сантиджоуль	сДж	cJ
10^3 Дж	килоджоуль	кДж	kJ	10^−3 Дж	миллиджоуль	мДж	mJ
10^6 Дж	мегаджоуль	МДж	MJ	10^−6 Дж	микроджоуль	мкДж	µJ
10^9 Дж	гигаджоуль	ГДж	GJ	10^−9 Дж	наноджоуль	нДж	nJ
10^12 Дж	тераджоуль	ТДж	TJ	10^−12 Дж	пикоджоуль	пДж	pJ
10^15 Дж	петаджоуль	ПДж	PJ	10^−15 Дж	фемтоджоуль	фДж	fJ
10^18 Дж	эксаджоуль	ЭДж	EJ	10^−18 Дж	аттоджоуль	аДж	aJ
10^21 Дж	зеттаджоуль	ЗДж	ZJ	10^−21 Дж	зептоджоуль	зДж	zJ
10^24 Дж	йоттаджоуль	ИДж	YJ	10^−24 Дж	иоктоджоуль	иДж	yJ
10^27 Дж	роннаджоуль	РнДж	RJ	10^−27 Дж	ронтоджоуль	рнДж	rJ
10^30 Дж	кветтаджоуль	КвДж	QJ	10^−30 Дж	квектоджоуль	квДж	qJ
рекомендовано к применению  применять не рекомендуется

Примеры

• Средняя энергия теплового движения, приходящаяся на одну степень свободы молекул при температуре 1 К: 0,690⋅10⁻²³ Дж.
• Энергия фотона красного видимого света: 2,61⋅10⁻¹⁹ Дж.
• Энергия Ферми металлического золота при нормальных условиях: 8,8⋅10⁻¹⁹ Дж^[8].
• Атомная единица энергии (энергия Хартри), ${\displaystyle E_{h}=m_{\mathrm {e} }c^{2}\alpha ^{2}}$: 4,360⋅10⁻¹⁸ Дж.
• Дульная энергия пули при выстреле из АКМ: 2030 Дж^[9].
• Энергия, необходимая для нагрева 1 литра воды от 20 до 100 °C: 3,35⋅10⁵ Дж.
• Энергия, выделяемая при взрыве 1 тонны тринитротолуола (тротиловый эквивалент): 4,184⋅10⁹ Дж.
• Энергия, выделенная при атомной бомбардировке Хиросимы: около 6⋅10¹³ Дж.
• Энергия, выделившаяся при столкновении астероида с Землёй, в результате которого образовался кратер Маникуаган: 10²³ Дж.

См. также

• Калория
• Ватт
• Эрг
• Электрон-вольт

Примечания

1. Джоуль // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 604. — 704 с. — 100 000 экз.
2. Тема 10. Постоянный электрический ток  (неопр.). Дата обращения: 30 июня 2010. Архивировано 16 марта 2012 года.
3. Джоуль (единица энергии и работы) / Г. Д. Бурдун // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
4. Resolution 12 of the 11th meeting of the CGPM (1960) Архивная копия от 14 мая 2013 на Wayback Machine (англ.) на сайте Международного бюро мер и весов
5. Калория // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 234. — 704 с. — 100 000 экз. — ISBN 5-85270-061-4.
6. SI brochure  (неопр.). Дата обращения: 10 июня 2014. Архивировано 26 апреля 2006 года.
7. Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации  (неопр.). Дата обращения: 10 июня 2014. Архивировано из оригинала 2 ноября 2013 года.
8. CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — P. 12-209. — 2828 p. — ISBN 1420090844.
9. Наставление по стрелковому делу. 7,62-мм модернизированный автомат Калашникова (АКМ и АКМС). — 3-е изд. — М.: Воениздат, 1983. — С. 152.