У чому вимірюється енергія :: Природничі науки

У так званій Міжнародній системі одиниць робота, теплота і енергія вимірюються і позначаються в джоулях. Таку назву одиниця виміру отримала завдяки роботі англійського фізика Джеймса Джоуля. Між тим, у певних галузях знань для вимірювання енергії використовуються калорії.

Основною одиницею виміру енергії є джоуль

Джеймс Джоуль розвинув і допрацював закони Ньютона, що зіграло важливу роль у визначенні видів механічної енергії. Зокрема, він показав, що теплота - це різновид енергії.

Зв`язок між силою і енергією

Щоб зрозуміти, що таке джоуль, потрібно спершу звернутися до визначення поняття одиниці сили - ньютона. Ньютон - це сила, яка може прискорити 1 кг маси зі швидкістю 1 метр в секунду. Джоуль - це кількість витраченої енергії або роботи. Так, 1 джоуль дорівнює витраченої силі в 1 ньютон.

Потужність та енергія

Коли мова заходить про прилади, якими люди користуються будинки, то зазвичай нікого не цікавить, скільки пристрій витрачає енергії в секунду. Важливіше те, з якою швидкістю прилад забирає енергію за одиницю часу. Така величина називається «потужність». Її можна представити формулою:

Потужність = енергія / час

Зокрема, різновидом потужності є електроенергія. Її вимірюють у ватах. Ват - це одиниця вимірювання потужності, названа на честь вченого Джеймса Уатта. Співвідношення вата і джоуля можна виразити формулою:

1 ват = 1 джоуль / 1 секунда

Хоча енергія і потужність тісно пов`язані, їх не слід плутати. Важливо розуміти, що потужність - це швидкість поглинається енергії, а не сама кількість енергії. Вдавшись до допомоги алгебри, можна виразити енергію простим рівнянням:

Енергія = сила * час

Спираючись на вищесказане, можна стверджувати, що електрична лампочка потужністю в 100 ват - це прилад, який перетворює 100 джоулів електричної енергії в 100 джоулів електромагнітного випромінювання (або світла) кожну секунду. Якщо не погашати таку лампу протягом години, то енергія, яку вона поглине, дорівнюватиме 360000 джоулів. Це можна показати в рівнянні:

Енергія = сила * час = 100 дж. / Сек. * 3600 секунд = 360000 джоулів

Вати - це зручна одиниця виміру, коли мова заходить про електроприладах. Наприклад, з їх допомогою можна визначити потужність ламп. Але бувають ситуації, коли важливо знати витрату енергії в цілому. Наприклад, вам потрібно порахувати, скільки доведеться заплатити за електроенергію по квитанції. На практиці для підрахунку енергоспоживання користуватися джоулями в якості одиниці вимірювання не дуже зручно. Тоді використовується інша одиниця - кіловат на годину. 1 кіловат на годину енергії дорівнює 1000 ватам потужності, що поглинається за 60 хвилин. Приблизно стільки енергії йде на роботу звичайного фена для волосся протягом однієї години.

У вимірі електроенергії також застосовують ампери і вольти. Вольт - це одиниця виміру певного заряду енергії. За допомогою амперів вимірюють електричний струм.

Калорії і джоулі

Енергія також може вимірюватися в калоріях. Калорії, як правило, пов`язані з їжею. Але їх можна використовувати для вимірювання та інших видів енергії. 1 калорія дорівнює 4, 184 джоуля.