ژول

ژول( انگلیسی: Joule) یکای اندازه‌گیری انرژی و کار در سامانه استاندارد بین‌المللی یکاها یا دستگاه SI است. این یکا به افتخار جیمز ژول فیزیکدان انگلیسی نام‌گذاری شده‌است.

Joule
سامانه‌های اندازه‌گیری	یکای فرعی اس‌آی
یکای	انرژی
نشان	J
برگرفته از نام	جیمز ژول
تبدیل یکا
۱ J در ...	... برابر است با ...
یکای اصلی اس‌آی	۱ کیلوگرم·متر2/ثانیه2
دستگاه واحدهای سانتیمتر-گرم-ثانیه	۷۰۰۷۱۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۱×۱۰۷ ارگ (یکا)
کیلووات ساعت	۷۰۰۰۱۰۰۰۷۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹♠۲٫۷۸×۱۰−۷ kW⋅h
کالری	۶۹۹۹۹۹۹۹۷۶۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۲٫۳۹×۱۰−۴ kcal
BTUs	۷۰۰۰۱۰۰۰۱۹۲۹۴۸۲۸۳۷۶♠۹٫۴۸×۱۰−۴ BTU
الکترون‌ولت	۶۹۹۹۹۹۹۷۵۸۱۲۷۸۸۸۰۰۰♠۶٫۲۴×۱۰۱۸ eV

تعریف

بنا به تعریف، یک ژول(J) مقدار کاری است که نیروی یک نیوتن(N) در جابجا کردن یک جسم به اندازهٔ یک متر(m) انجام می‌دهد؛ یعنی:

${\rm {J={\rm {N\cdot m\,\!}}}}$

اشتباه‌گرفتن با نیوتون-متر

مقالهٔ اصلی: نیوتون-متر

با وجود اینکه بُعد (دیمانسیون) ژول با نیوتون-متر یکی است ‎(۱ J = ۱ N·m = ۱ kg·m^۲·s^−۲)‎ اما بهتر است این دو به جای یکدیگر بکار برده نشوند، چراکه نیوتون-متر (N·m) یکای کار و گشتاور است اما ژول واحد انرژی است. رابطهٔ گشتاور و انرژی به صورت زیر است:

$E=\tau \theta \$

که E انرژی، τ اندازهٔ گشتاور و θ زاویهٔ جابجایی (بر حسب رادیان) است. از آنجایی که رادیان فاقد بُعد است، نتیجه می‌گیریم که گشتاور و انرژی دارای بعد یکسانی هستند.

اختصاص نیوتون-متر برای گشتاور و ژول برای انرژی، برای جلوگیری از سوءبرداشت‌ها و سوءتفاهم‌ها مفید است.

علت یکی بودن یکای گشتاور و انرژی این است که هم کار و هم گشتاور را می‌توان به صورت حاصلضرب نیرو در فاصله بیان کرد؛ با این وجود جزئیات ایندو مورد کاملاً متفاوت هستند؛ گشتاور حاصل ضرب خارجی نیرو در فاصله‌است در حالی که کار حاصل ضرب داخلی آن‌هاست. همچنین در گشتاور، منظور از فاصله، طول بازوی اهرم است، در حالی که در کار، منظور از فاصله، مسافت طی‌شده توسط شیءای است که به آن نیرو وارد می‌شود.

تبدیلات

• ۱ ژول دقیقاً برابر ۱۰^۷ ارگ است.
• ۱ ژول برابر ۰٫۷۳۷۶ فوت. پوند (یکای کار در دستگاه مهندسی بریتانیایی) است.
• ۱ ژول تقریباً معادل ۶٬۲۴۱٬۵۰۹٬۴۷۹٬۶۰۷٬۷۱۸٬۳۸۲٫۹۴۲۴۸۳۸۷۲۲۳۶ الکترون‌ولت (EV) است.

جستارهای وابسته

• ارگ
• الکترون ولت

منابع

• فیزیک، دیوید هالیدی و رابرت رزنیک، مهدی گلشنی و ناصر مقبلی، مرکز نشر دانشگاهی، ۱۳۶۵؛ جلد اول، فصل هفتم