Конвертер величин

Конверсии

1 джоуль равен (приблизительно, если не указано иное):

  • 1 × 10 7  эрг (точно)
  • 6.241 509 74 × 10 18  эВ
  • 0,2390  кал (грамм калорий)
  • 2,390 × 10 -4  ккал (пищевые калории)
  • 9,4782 × 10 -4  БТЕ
  • 0,7376  ft⋅lb (фут-фунт)
  • 23,7  ft⋅pdl (фут-фунт)
  • 2.7778 × 10 −7  кВт⋅ч (киловатт-час)
  • 2.7778 × 10 −4  Вт⋅ч (ватт-час)
  • 9,8692 × 10 −3  л⋅атм (литр-атмосфера)
  • 11,1265 × 10 −15  г (в эквиваленте массы и энергии )
  • 1 × 10 −44  врага (точно)

Единицы, точно определенные в джоулях, включают:

  • 1 термохимическая калория = 4,184 Дж.
  • 1 Международная таблица калорий = 4,1868 Дж.
  • 1 Вт⋅ч = 3600 Дж (или 3,6 кДж)
  • 1 кВт⋅ч =3,6 × 10 6  Дж (или 3,6 МДж)
  • 1 Вт⋅с =1 Дж
  • 1 тонна тротила =4,184 ГДж

Джоуль единица измерения

В джоули переводятся многие единицы измерения системы СГС. Одной из таких единиц является эрг, отражающий работу и энергию. Для того чтобы выполнить перевод, количество эргов умножается на 10-7. Так 500 эргов переводятся следующим образом: 500 х 0,0000001 = 0,0005 Дж.

Таким же образом осуществляется перевод в джоули электровольтов (эВ), позволяющий получить лишь приблизительные результаты. В этом случае 1 эВ примерно равняется 1,6 х 10-19Дж. В случае необходимости в джоули переводится работа, выражающаяся в киловатт-часах. Для перевода количество кВт*ч умножается на 3600000. Таким образом, 0,04 кВт*ч составит 144000 Дж или 144 килоджоуля, обозначаемого кДж. Данная формула позволяет получать точные результаты.

Для перевода в джоули число калорий умножается на коэффициент 4,1868. Например, 1000 кал х 4,1868 = 4186,8 Дж. Для термохимической калории такой коэффициент будет равен 4,1840. Таким образом, возможность преобразования внесистемных единиц в джоули значительно облегчает измерения и расчеты.

В чем измеряется напряжение

В чем измеряется работа тока

Что измеряется в ваттах

В чем измеряется мощность электрического тока

Что измеряет прибор омметр

Мощность бытовых электроприборов

На бытовых электроприборах обычно указана мощность. Некоторые светильники ограничивают мощность лампочек, которые в них можно использовать, например не более 60 ватт. Это сделано потому, что лампы более высокой мощности выделяют много тепла и светильник с патроном могут быть повреждены. Да и сама лампа при высокой температуре в светильнике прослужит недолго. В основном это проблема с лампами накаливания. Светодиодные, люминесцентные и другие лампы обычно работают с меньшей мощностью при одинаковой яркости и, если они используются в светильниках, предназначенных для ламп накаливания, проблем с мощностью не возникает.

Чем больше мощность электроприбора, тем выше потребление энергии, и стоимости использования прибора. Поэтому производители постоянно улучшают электроприборы и лампы. Световой поток ламп, измеряемый в люменах, зависит от мощности, но также и от вида ламп. Чем больше световой поток лампы, тем ярче выглядит ее свет. Для людей важна именно высокая яркость, а не потребляемая ламой мощность, поэтому в последнее время альтернативы лампам накаливания пользуются все большей популярностью. Ниже приведены примеры видов ламп, их мощности и создаваемый ими световой поток.

Магнитострикция

Параллельно со свойствами электрического тока Джеймс Джоуль изучает магнитные явления. В 1842 году он замечает, что железо изменяется в размерах под воздействием магнитных волн. Если металлические стержни поместить в магнитное поле, их длина станет чуть больше.

Научное сообщество сомневалось в существовании здесь какого-либо открытия. Изменение размеров стержней было настолько ничтожным, что человеческий глаз не улавливал его. Но физик разработал специальную технику, при помощи которой получил наглядные доказательства.

Позже выяснилось, что таким эффектом обладают и другие металлы, а само явление назвали магнитострикцией. Сейчас для открытия Джоуля нашли много способов применения. Например, материалом волновода для измерения уровня воды в резервуарах служат магнитострикционные металлы. Это явление используют и для изготовления меток в антикражевых системах.

Ватт-секунда

Ватт-вторыхи (символ W сек или Вт · с ) является производной единицей из энергии , эквивалентного джоуль. Ватт-секунда — это энергия, эквивалентная мощности одного ватта в течение одной секунды . Хотя ватт-секунда эквивалентна джоулю как в единицах измерения, так и в значении, есть некоторые контексты, в которых термин «ватт-секунда» используется вместо «джоуль».

Фотография

В фотографии единицей измерения вспышек является ватт-секунда. Вспышка может быть оценена в ватт-секундах (например, 300 Вт⋅с) или в джоулях (разные названия для одного и того же), но исторически термин «ватт-секунда» использовался и продолжает использоваться. Встроенная в камеру вспышка, использующая конденсатор на 1000 микрофарад на 300 вольт , будет давать 45 ватт-секунд. Студийные вспышки, использующие конденсаторы большей емкости и более высокое напряжение, находятся в диапазоне 200–2000 ватт-секунд.

Энергия вспышки в джоулях или ватт-секундахзнак равно12⋅емкость накопительного конденсатора в фарадах⋅рабочее напряжение2{\ displaystyle {\ text {Энергия вспышки в джоулях или ватт-секундах}} = {\ dfrac {1} {2}} \ cdot {\ text {емкость накопительного конденсатора в фарадах}} \ cdot {\ text {рабочее напряжение}} ^ {2}}

Показатель энергии вспышки не является надежным эталоном ее светоотдачи, поскольку на эффективность преобразования энергии влияет множество факторов. Например, конструкция трубки повлияет на эффективность, а использование рефлекторов и фильтров изменит полезный световой поток по направлению к объекту. Некоторые компании указывают свои продукты в «истинных» ватт-секундах, а некоторые — в «номинальных» ватт-секундах.

Мощность в спорте

Оценивать работу с помощью мощности можно не только для машин, но и для людей и животных. Например, мощность, с которой баскетболистка бросает мяч, вычисляется с помощью измерения силы, которую она прикладывает к мячу, расстояния которое пролетел мяч, и времени, в течение которого эта сила была применена. Существуют сайты, позволяющие вычислить работу и мощность во время физических упражнений. Пользователь выбирает вид упражнений, вводит рост, вес, длительность упражнений, после чего программа рассчитывает мощность. Например, согласно одному из таких калькуляторов, мощность человека ростом 170 сантиметров и весом в 70 килограмм, который сделал 50 отжиманий за 10 минут, равна 39.5 ватта. Спортсмены иногда используют устройства для определения мощности, с которой работают мышцы во время физической нагрузки. Такая информация помогает определить, насколько эффективна выбранная ими программа упражнений.

Динамометры

Для измерения мощности используют специальные устройства — динамометры. Ими также можно измерять вращающий момент и силу. Динамометры используют в разных отраслях промышленности, от техники до медицины. К примеру, с их помощью можно определить мощность автомобильного двигателя. Для измерения мощности автомобилей используется несколько основных видов динамометров. Для того, чтобы определить мощность двигателя с помощью одних динамометров, необходимо извлечь двигатель из машины и присоединить его к динамометру. В других динамометрах усилие для измерения передается непосредственно с колеса автомобиля. В этом случае двигатель автомобиля через трансмиссию приводит в движение колеса, которые, в свою очередь, вращают валики динамометра, измеряющего мощность двигателя при различных дорожных условиях.

Этот динамометр измеряет крутящий момент, а также мощность силового агрегата автомобиля

Динамометры также используют в спорте и в медицине. Самый распространенный вид динамометров для этих целей — изокинетический. Обычно это спортивный тренажер с датчиками, подключенный к компьютеру. Эти датчики измеряют силу и мощность всего тела или отдельных групп мышц. Динамометр можно запрограммировать выдавать сигналы и предупреждения если мощность превысила определенное значение

Это особенно важно людям с травмами во время реабилитационного периода, когда необходимо не перегружать организм

Согласно некоторым положениям теории спорта, наибольшее спортивное развитие происходит при определенной нагрузке, индивидуальной для каждого спортсмена. Если нагрузка недостаточно тяжелая, спортсмен привыкает к ней и не развивает свои способности. Если, наоборот, она слишком тяжелая, то результаты ухудшаются из-за перегрузки организма. Физическая нагрузка во время некоторых упражнений, таких как велосипедный спорт или плавание, зависит от многих факторов окружающей среды, таких как состояние дороги или ветер. Такую нагрузку трудно измерить, однако можно выяснить с какой мощностью организм противодействует этой нагрузке, после чего изменять схему упражнений, в зависимости от желаемой нагрузки.

Автор статьи: Kateryna Yuri

Джоуль и Томсон

Огромное влияние на деятельность Джоуля и его признание в научном мире оказал Уильям Томсон. Ученые познакомились в 1847 году, когда Джоуль представлял Британской ассоциации ученых доклад об измерениях механического эквивалента теплоты.

До Томсона Джоуля не воспринимали серьезно в научных кругах

Кто знает, может быть, мы и не узнали бы открытые им законы физики, если бы Уильям Томас не объяснил их важность «снобам» британского сообщества

Вместе физики изучали свойства газов, открыв, что при адиабатическом дросселировании газ охлаждается. То есть температура газа (или жидкости) уменьшается во время прохождения через дроссель (изолированный клапан). Явление получило название эффекта Джоуля-Томсона. Сейчас это явление применяется для получения низких температур.

Ученые также занимались термодинамической шкалой, названной в честь титула лорда Кельвина, который принадлежал Уильяму Томсону.

Единицы мощности

Мощность измеряют в джоулях в секунду, или ваттах. Наряду с ваттами используются также лошадиные силы. До изобретения паровой машины мощность двигателей не измеряли, и, соответственно, не было общепринятых единиц мощности. Когда паровую машину начали использовать в шахтах, инженер и изобретатель Джеймс Уатт занялся ее усовершенствованием. Для того чтобы доказать, что его усовершенствования сделали паровую машину более производительной, он сравнил ее мощность с работоспособностью лошадей, так как лошади использовались людьми на протяжении долгих лет, и многие легко могли представить, сколько работы может выполнить лошадь за определенное количество времени. К тому же, не во всех шахтах применялись паровые машины. На тех, где их использовали, Уатт сравнивал мощность старой и новой моделей паровой машины с мощностью одной лошади, то есть, с одной лошадиной силой. Уатт определил эту величину экспериментально, наблюдая за работой тягловых лошадей на мельнице. Согласно его измерениям одна лошадиная сила — 746 ватт. Сейчас считается, что эта цифра преувеличена, и лошадь не может долго работать в таком режиме, но единицу изменять не стали. Мощность можно использовать как показатель производительности, так как при увеличении мощности увеличивается количество выполненной работы за единицу времени. Многие поняли, что удобно иметь стандартизированную единицу мощности, поэтому лошадиная сила стала очень популярна. Ее начали использовать и при измерении мощности других устройств, особенно транспорта. Несмотря на то, что ватты используются почти также долго, как лошадиные силы, в автомобильной промышленности чаще применяются лошадиные силы, и многим покупателям понятнее, когда именно в этих единицах указана мощность автомобильного двигателя.

Лампа накаливания мощностью 60 ватт

Механический эквивалент тепла

Установка Джоуля для измерения механического эквивалента тепла (1847). Груз, расположенный справа, заставлял лопасти, погруженные в воду, вращаться, в результате чего вода нагревалась.

Начиная с 1843 года Джоуль ищет подтверждение принципа сохранения энергии и пытается вычислить механический эквивалент тепла. В первых опытах измеряет нагрев жидкости, в которую погружён соленоид с железным сердечником, вращающийся в поле электромагнита, проводя измерения в случаях сомкнутой и разомкнутой обмотки электромагнита, потом усовершенствует эксперимент, исключая ручное вращение и приводя электромагнит в действие опускающимся грузом. По результатам измерений формулирует соотношение:

Результаты экспериментов публикует в 1843 году в статье «О тепловом эффекте магнитоэлектричества и механическом значении тепла». В 1844 году формулирует первый вариант закона теплоёмкости сложных кристаллических тел, известный как закон Джоуля — Коппа (Копп в 1864 году дал точную формулировку и окончательное экспериментальное подтверждение).

Далее, в опыте 1844 года измеряет тепловыделение при продавливании жидкости через узкие трубки, в 1845 году — измеряет теплоту при сжатии газа, а в опыте 1847 года сравнивает затраты на вращение мешалки в жидкости с образовавшейся в результате трения теплотой.

В работах 1847—1850 годов даёт ещё более точный механический эквивалент тепла. Им использовался металлический калориметр, установленный на деревянной скамье. Внутри калориметра находилась ось с расположенными на ней лопастями. На боковых стенках калориметра располагались ряды пластинок, препятствовавшие движению воды, но не задевавшие лопасти. На ось снаружи калориметра наматывалась нить с двумя свисающими концами, к которым были прикреплены грузы. В экспериментах измерялось количество теплоты, выделяемое при вращении оси из-за трения. Это количество теплоты сравнивалось с изменением положения грузов и силой, действующей на них.

Эволюция значений механического эквивалента тепла, полученная в экспериментах Джоуля (в футо-фунтах или футо-фунт-силе на британскую термическую единицу):

  • 838 (4,51 Дж/кал), 1843;
  • 770 (4,14 Дж/кал), 1844;
  • 823 (4,43 Дж/кал), 1845
  • 819 (4,41 Дж/кал), 1847
  • 772,692 (4,159 Дж/кал), 1850.

Последняя оценка близка к сверхточным значениям измерений, осуществлённым в XX веке.

Определение слова «Джоуль» по БСЭ:

Джоуль — Джоуль (Joule)Джеймс Прескотт (24.12.1818, Солфорд, Ланкашир, — 11.10.1889, Сейл, Чешир), английский физик, член Лондонского королевского общества (1850). Был владельцем пивоваренного завода близ Манчестера. Внёс значительный вклад в исследование электромагнетизма и тепловых явлений, в создание физики низких температур, в обоснование закона сохранения энергии. Д. установил (1841. опубликовано в 1843), что количество тепла, выделяющееся в металлическом проводнике при прохождении через него электрического тока, пропорционально электрическому сопротивлению проводника и квадрату силы тока (см. Джоуля — Ленца закон). В 1843-50 Д. экспериментально показал, что теплота может быть получена за счёт механической работы, и определил механический эквивалент теплоты, дав тем самым одно из экспериментальных обоснований закона сохранения энергии. В 1851, рассматривая теплоту как движение частиц, теоретически определил теплоёмкость некоторых газов. Совместно с У. Томсоном опытным путём установил, что при медленном стационарном адиабатическом протекании газа через пористую перегородку температура его изменяется (см. Джоуля — Томсона эффект). Обнаружил явление магнитного насыщения при намагничивании ферромагнетиков.Соч.: The scientific papers, v. 1-2, L., 1884-87. в рус. пер. — Некоторые замечания о теплоте и о строении упругих жидкостей, в кн.: Основатели кинетической теории материи, М. — Л., 1937.Лит.: Wood A., Joule and the study of energy, L., 1925.Дж. П. Джоуль.

Джоуль — единица энергии и работы в Международной системе единиц и МКСА системе единиц, равная работе силы 1 н при перемещении ею тела на расстояние 1 м в направлении действия силы. Названа в честь английского физика Дж. Джоуля. Обозначения: русское дж, международное J. Д. был введён на Втором международном конгрессе электриков (1889) в Абсолютные практические электрические единицы в качестве единицы работы и энергии электрического тока. Д. был определён как работа, совершаемая при мощности в 1 вт в течение 1 сек. Международная конференция по электрическим единицам и эталонам (Лондон, 1908) установила«международные» электрические единицы, в том числе так называемый международный Д. После возвращения с 1 января 1948 к абсолютным электрическим единицам было принято соотношение: 1 международный Д. = 1,00020 абсолютный Д.Д. применяется также как единица количества теплоты. Соотношения Д. с др. единицами: 1 дж = 107 эрг = 0,2388 кал.Г. Д. Бурдун.

Эксперименты с газом

В 40-х годах Джеймс Джоуль активно изучает свойства газа, а именно явления, связанные с его расширением и сжатием. Он проводил опыт с расширением разряженного газа, доказывая при этом, что его внутренняя энергия не зависит от объема. Важна только температура газа.

В 1848 году Джоуль впервые в истории физики измерил скорость молекул газа. Данный опыт стал ранней работой о кинетической теории газов, дав толчок для дальнейших исследований в этой области. Работу Джоуля позже продолжил шотландец Джеймс Максвелл.

За значительный научный вклад в честь английского физика была названа единица измерения работы, количества теплоты и энергии – Джоуль.

Ньютон-метр и крутящий момент

В механике понятие силы (в каком-то направлении) имеет близкий аналог в понятии крутящего момента (около некоторого угла):

Линейный Угловой
Сила Крутящий момент
Масса Момент инерции
Смещение Угол

Результатом этого сходства является то, что единицей СИ для крутящего момента является ньютон-метр , который алгебраически имеет те же размеры, что и джоуль, но не является взаимозаменяемым. Генеральная конференция по мерам и весам дала единицу энергии имени джоуло , но не дала единица крутящий момента какого — либо специального названия, следовательно , это просто ньютон-метр (Нм) — имя соединения , полученный из его составляющие части. Использование ньютон-метров для крутящего момента и джоулей для энергии помогает избежать недопонимания и недопонимания.

Различие также можно увидеть в том факте, что энергия является скалярной величиной — скалярным произведением вектора силы и вектора смещения. Напротив, крутящий момент — это вектор — векторное произведение вектора силы и вектора расстояния. Крутящий момент и энергия связаны друг с другом уравнением

Eзнак равноτθ ,{\ Displaystyle Е = \ тау \ тета \,}

где E — энергия, τ — крутящий момент ( ), а θ — угол поворота (в радианах ). Поскольку плоские углы безразмерны, отсюда следует, что крутящий момент и энергия имеют одинаковые размеры.

Джоуль для измерения физических величин

Труды Джоуля позволили сформировать закон сохранения энергии. Отвечая на вопрос, что измеряется в джоулях, можно определить этой единицей количество работы, которая совершается в процессе перемещения точки приложения силы в количестве одного ньютона на расстояние в один метр в направлении действия приложенной силы. В теории электричества понятие джоуля эквивалентно работе, совершаемой силами электрического поля в течение 1 секунды с напряжением в 1 вольт, для того чтобы поддержать силу тока в 1 ампер.

Энергия по своей сути является физической величиной, отображающей переход материи из одного состояния в другое. Замкнутая физическая система позволяет сохранять энергию ровно столько времени, пока сама система находится в замкнутом состоянии. Это положение представляет собой закон сохранения энергии.
Энергия представлена различными видами. Кинетическая энергия связана со скоростью, которой обладают точки, движущиеся в механической системе. Для потенциальной энергии характерно создание определенных энергетических запасов, позволяющих в дальнейшем получить кинетическую энергию. Эти категории попадают под возможность их измерения в джоулях. Кроме того, существует энергия, связанная с внутренней энергией молекулярных связей. Широко известна ядерная и гравитационная энергия, а также энергия электрического поля.

В процессе механической работы один вид энергии превращается в другой. Данная физическая категория тесно связана с величиной и направлением силы, воздействующей на тело, а также с пространственным перемещением этого тела.

Важнейшим понятием классической термодинамики, измеряемым в джоулях, является теплота. В соответствии с ее первым началом, количество теплоты, получаемое системой, расходуется при совершении работы, которая требуется для противодействия внешним силам. Одновременно в процессе работы изменяется внутренняя энергия. Таким образом, для теплообмена, изменяющего внутреннюю энергию, обязательно совершение механической работы, измеряемой в джоулях.

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. «Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации», принятое Правительством Российской Федерации, предусматривает использование в тех же приставок.

Кратные Дольные
величина название обозначение величина название обозначение
101 Дж декаджоуль даДж daJ 10−1 Дж дециджоуль дДж dJ
102 Дж гектоджоуль гДж hJ 10−2 Дж сантиджоуль сДж cJ
103 Дж килоджоуль кДж kJ 10−3 Дж миллиджоуль мДж mJ
106 Дж мегаджоуль МДж MJ 10−6 Дж микроджоуль мкДж µJ
109 Дж гигаджоуль ГДж GJ 10−9 Дж наноджоуль нДж nJ
1012 Дж тераджоуль ТДж TJ 10−12 Дж пикоджоуль пДж pJ
1015 Дж петаджоуль ПДж PJ 10−15 Дж фемтоджоуль фДж fJ
1018 Дж эксаджоуль ЭДж EJ 10−18 Дж аттоджоуль аДж aJ
1021 Дж зеттаджоуль ЗДж ZJ 10−21 Дж зептоджоуль зДж zJ
1024 Дж иоттаджоуль ИДж YJ 10−24 Дж иоктоджоуль иДж yJ
применять не рекомендуется

Личная жизнь и наследие

В 1847 году Джоуль женился на Амелии Граймс, дочери Джона Граймса, который был руководителем таможни в Ливерпуле. У пары родилось двое детей — Бенджамин Артур и Элис Амелия.

В 1854 году его жена и сын погибли, а он до конца своей жизни прожил вдовцом, работая без устали.

Британское правительство назначило Джоулю пожизненную пенсию размером в 215 фунтов-стерлингов за его работу и достижения.

Его уникальные достижения в отрасли энергии и её аспектах до сих пор являются основой для многих исследователей.

Унифицированная единица подсчёта энергии и тепла системы СИ была названа в его честь.

Джеймс Джоуль умер после продолжительной болезни 11 октября 1889 года в Сейле, Англия.

Кратные

СИ, кратные джоулям (Дж)
Подмножественные Кратные
Значение Символ SI название Значение Символ SI название
10 −1 Дж диджей дециджоуль 10 1 Дж daJ декаджоуль
10 -2 Дж cJ сантиджоуль 10 2 Дж hJ гектоджоуль
10 −3 Дж мДж миллиджоуль 10 3 Дж кДж килоджоуль
10 −6 Дж мкДж микроджоуль 10 6 Дж MJ мегаджоуль
10 −9 Дж нДж наноджоуль 10 9 Дж ГДж гигаджоуль
10 −12 Дж пДж пикоджоуль 10 12 Дж TJ тераджоуль
10 −15 Дж fJ фемтоджоуль 10 15 Дж PJ петаджоуль
10 −18 Дж aJ аттоджоуль 10 18 Дж EJ экзаджоуль
10 −21 Дж zJ зептоджоуль 10 21 Дж ZJ зеттаджоуль
10 −24 Дж yJ йоктоджоуль 10 24 Дж YJ йоттаджоуль
Общие кратные жирным шрифтом
Йоктоджоуль
Йоктоджоуль (yJ) равен (10 −24 ) одного джоуля.
Зептоджоуль
Зептоджоуль (zJ) равен одному секстиллиону (10 −21 ) одного джоуля. 160 зептоджоулей — это примерно один электронвольт .Минимальная энергия, необходимая для небольшого изменения примерно при комнатной температуре — примерно 2,75 мкДж — определяется пределом Ландауэра .
Аттоджоуль
Аттоджоуль (aJ) равен (10 −18 ) одного джоуля.
Фемтоджоуль
Фемтоджоуль (fJ) равен (10 −15 ) одного джоуля.
Пикоджоуль
Пикоджоуль (пДж) равен одной триллионной (10 -12 ) части одного джоуля.
Наноджоуль
Наноджоуль (нДж) равен одной миллиардной (10 -9 ) части одного джоуля. 160 наноджоулей — это кинетическая энергия летающего комара.
Микроджоуль
Микроджоуль (мкДж) равен одной миллионной (10 -6 ) одного джоуля. Большой адронный коллайдер (БАК) производит столкновения порядка Микроджоуль (7 ТэВ) на одну частицу.
Милджоуль
Миллиджоуль (мДж) равен одной тысячной (10 −3 ) джоуля.
Килоджоулей
Килоджоуль (кДж) равен одной тысяче (10 3 ) джоулей. На этикетках пищевых продуктов в большинстве стран указана энергия в килоджоулей (кДж).Один квадратный метр Земли получает около 1,4 килоджоулей каждую секунду при полном дневном свете.
Мегаджоуль
Мегаджоуль (МДж) равен одному миллиону (10 6 ) джоулей, или приблизительно кинетической энергии транспортного средства в один мегаграмм (тонна), движущегося со скоростью 161 км / ч. Энергия, необходимая для нагрева 10 литров жидкой воды при постоянном давлении от 0 ° C (32 ° F) до 100 ° C (212 ° F), составляет приблизительно 4,2 МДж.Один киловатт-час электроэнергии равен 3,6 мегаджоуля.
Гигаджоуль
Гигаджоуль (ГДж) равен одному миллиарду (10 9 ) джоулей. 6 ГДж — это химическая энергия сжигания 1 барреля (159 л) нефти . 2 ГДж — это единица энергии Планка .
Тераджоуль
Тераджоуль (ТДж) равен одному триллиону (10 12 ) джоулей; или около 0,278 ГВтч (что часто используется в энергетических таблицах). Little Boy выделил около 63 ТДж энергии . Международная космическая станция , с массой приблизительно 450 и орбитальной скоростью 7700 м / с, имеет кинетическую энергию от примерно 13 TJ. В 2017 году пиковая энергия ветра урагана Ирма составила 112 ТДж. 90 ТДж — это количество энергии, эквивалентное 1 грамму массы .
Петаджоуль
Петаджоуль (ПДж) равен одному квадриллиону (10 15 ) джоулей. 210 ПДж — это около 50 мегатонн в тротиловом эквиваленте, что соответствует количеству энергии, выпущенной Царь-Бомбой , крупнейшим в истории рукотворным взрывом.
Экзаджоуль
Экзаджоуль (ЭДж) равен одному квинтиллиону (10 18 ) джоулей. 2011 Тохоку землетрясения и цунами в Японии было 1,41 EJ энергии в соответствии с его оценкой 9,0 по шкале моментной магнитуды . Годовое потребление энергии в США составляет примерно 94 ЭДж.
Зеттаджоуль
Зеттаджоуль (ZJ) равен одному секстиллиону (10 21 ) джоулю. Годовое мировое потребление энергии человеком составляет примерно 0,5 ЗДж.
Йоттаджоуль
Йоттаджоуль (YJ) равен одному септиллиону (10 24 ) джоулей. Это примерно количество энергии, необходимое для нагрева на 1 ° C. Тепловая мощность Солнца составляет примерно 400 ЯДж в секунду.

Детство и юность

Джеймс Джоуль родился 24 декабря 1818 года в Манчестере, Англия. Он был одним из пяти детей у своих родителей — отца Бенджамина Джоуля, зажиточного пивовара, и матери, Элис Прескотт Джоуль, дочери Джона Прескотта из Уигана.

Джеймс Джоуль был слабым и болезненным, из-за чего не мог посещать школу как все дети его возраста и получил своё начальное образование от своей тёти на дому.

В детстве ему очень нравилось электричество и электрические эффекты; он проводил испытания дома, и в один из таких экспериментов из-за собственной невнимательности он ударил током одного из слуг, который от электрического удара потерял сознание.

С ухудшением здоровья своего отца, Джеймс, которому на тот момент было всего 15 лет, и его старший брат Бенджамин были вынуждены начать работать на пивоварне. В это же время он учился у Джона Дальтона, известного английского химика.

История

Система cgs была объявлена ​​официальной в 1881 году на первом Международном электрическом конгрессе . Эрг был принят в качестве единицы энергии в 1882 году Вильгельм Сименс в своей инаугурационной речи в качестве председателя Британской ассоциации содействия развитию науки (23 августа 1882 г.) первым предложил Джоуля в качестве единицы тепла , которые могут быть получены от электромагнитного единиц Ампера и Ом , в единицах cgs, эквивалентных10 7  эрг . Название подразделения в честь Джеймса Прескотта Джоуля (1818–1889), в то время находившегося на пенсии, но еще жившего (63 года), принадлежит Сименсу:

«Такую тепловую единицу, если бы она была признана приемлемой, я думаю, с большим правомерностью можно было бы назвать джоуля, в честь человека, который так много сделал для разработки динамической теории тепла».

На втором Международном электрическом конгрессе 31 августа 1889 года джоуль был официально принят наряду с ваттом и квадрантом (позже переименованным в генри ). Джоуль умер в том же году, 11 октября 1889 г. На четвертом конгрессе (1893 г.) были определены «международный ампер» и «международный ом» с небольшими изменениями в спецификациях для их измерения, при этом «международный джоуль» был единица, производная от них.

В 1935 году Международная электротехническая комиссия (как организация-преемница Международного электротехнического конгресса) приняла « систему Джорджи », которая в силу принятия определенного значения магнитной постоянной также подразумевала новое определение Джоуля. Система Георгия была одобрена Международным комитетом мер и весов в 1946 году. Джоуль теперь больше не определялся на основе электромагнитной единицы, а вместо этого был единицей работы, выполняемой одной единицей силы (в то время еще не названной ньютоном ) на расстоянии 1 метра . Джоуль был явно задуман как единица энергии, которая будет использоваться как в электромагнитном, так и в механическом контексте. Ратификация определения на девятой Генеральной конференции мер и весов в 1948 году добавила спецификацию, согласно которой джоуль также должен быть предпочтительной единицей тепла в контексте калориметрии , тем самым официально отказавшись от использования калорий . Это определение было прямым предшественником джоуля, принятого в современной Международной системе единиц в 1960 году.

Определение джоуля как J = кг⋅м 2 ⋅с −2 оставалось неизменным с 1946 года, но джоуль как производная единица унаследовал изменения в определениях второго (в 1960 и 1967) метра (в 1983 году). ) и килограмм ( в 2019 году ).

Первые работы и эксперименты

Наблюдая за паровыми двигателями на пивоварне отца, Джеймс Джоуль решил заменить их электрическими для эффективности работы. В 1838 году он публикует в научном журнале статью, в которой расписывает устройство придуманного им электромагнитного двигателя. В 1840 году на пивоварне появляются новые электрические двигатели, а физик продолжает изучение электрического тока и выделения теплоты. Позже оказалось, что паровые двигатели были гораздо эффективнее.

В ходе экспериментов Джоуль создает термометры, которые способны измерять температуру с точностью до 1/200 градуса. Это позволяет ему углубиться в изучение теплового эффекта тока. В 1840 году, благодаря дальнейшим наблюдениям, физик обнаруживает эффект магнитного насыщения. В этом же году он посылает в Королевское научное общество работу «Об образовании теплоты при помощи электрического тока». Статью не оценили. Опубликовать её согласился лишь манчестерский литературно-философский журнал.

Частота вращения шпинделя

Вал перфоратора имеет меньшую скорость вращения, чем у дрели. Каждая модель имеет свою частоту вращения. В разных моделях она составляет 600-1500 оборотов в течение минуты. Чем более мощный инструмент, и чем выше его производительность, тем ниже частота вращения, поскольку производительные приборы отличаются достаточно большим диаметром оснастки.

Читать также: Сталь 09г2с аналоги европейские

Типы патронов

Различают три варианта крепления бура:

1. SDS-Plus — устанавливаются на небольшие модели весом менее 4 кг. Размер диаметра, который способно проделывать такое оборудование, составляет около 3 см. Устройства данного вида самые востребованные среди покупателей, поскольку они способны полностью удовлетворить бытовые нужны.

2. SDS-Max — такие патроны применяются для оснастки профессиональных инструментов весом до 11 кг. Из размеры достаточно велики, а диаметр отверстия, которое они способны проделать, составляет около 5,2 см.

3. SDS-top — обычно применяются в перфораторах фирмы Bosch. Диаметр отверстий, которые они пробивают, составляет 1,6-2,5 см.

Режимы работы

Перфоратор может не только пробивать отверстия, но и выполнять другие функции, например:

  • Обычное сверление. Данный режим ничем не отличается от функции, которую выполняет электрическая дрель. Использовать его можно лишь для сверления материалов с невысокой плотностью, к примеру, дерева.
  • Сверление с ударом. Этот режим применяют для совершения поступательно-круговых движений сверла. Функцией сверления с ударом оснащены почти все перфораторы. Применяют её для работы с твердыми материалами.
  • Удар. В данном режиме инструмент выполняет не вращательные, а ударные движения по типу отбойного молотка.

При выборе перфоратора следует обращать внимание на количество режимов, которые может поддерживать инструмент. Профессионалы рекомендуют останавливать выбор на таких устройствах, которые поддерживают не менее двух режимов работы

Встроенные функции

К встроенным функциям перфоратора относятся следующие:

  • Специальный ограничитель, который позволяет определить момент, когда сверло достигло нужно отметки.
  • Кнопка переключения скоростей — требуется для перехода с режима бур на сверло и обратно, поскольку они работают на разных скоростях.
  • Функция кручения вала в обратную сторону — может потребоваться при застревании сверла в твердой поверхности.
  • Функция защиты от перегрева и мягкий пуск — способствуют защите инструмента от поломок.

Жизнь выдающегося физика

24 декабря 1818 года родился Джеймс Джоуль. Биография будущего физика начинается в английском городке Солфорде, в семье успешного владельца пивоварни. Обучение мальчика происходило в домашних условиях, некоторое время физику и химию ему преподавал Джон Дальтон. Благодаря ему английский физик и полюбил науку.

Джоуль не обладал крепким здоровьем, много времени он просиживал дома, проводя физические опыты и эксперименты. Уже в 15 лет, из-за болезни отца, ему пришлось управлять пивоварней вместе с братом. Работа на отцовском заводе не давала возможности поступить в университет, поэтому Джеймс Джоуль всецело отдавался домашней лаборатории.

С 1838 по 1847 год физик активно изучает электричество и делает свои первые научные успехи. В журнале Annals of Electricity он публикует статью об электричестве, а в 1841 открывает новый физический закон, который сейчас носит его имя.

В 1847 году Джоуль заключает первый и единственный брак с Амелией Граймс. Вскоре у них рождаются Элис Амелия и Бенджамин Артур. В 1854 году жена и сын погибают. Сам Джоуль умирает в 1889 году в Англии, в городе Сейле.

За всю свою жизнь он публикует около 97 работ по физике, некоторые из них написаны совместно с другими учеными: Лайоном, Томсоном и т. д. За выдающиеся научные достижения и открытые законы физики он награжден несколькими медалями и получал пожизненную пенсию от правительства Великобритании в размере около 200 фунтов.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий