焦耳

  本文介紹的是能量的单位焦耳。關於物理学家焦耳，請見「詹姆斯·焦耳」。

焦耳
单位制	国际单位制导出单位
物理量名称	能量
符号	J
得名	詹姆斯·普雷斯科特·焦耳
單位換算
1 J	相当于
国际单位制基本单位	千克⋅米2⋅秒−2
厘米-克-秒制	1×107 爾格
千瓦·時	2.78×10−7 kW·h
卡路里 (热化学)	2.390×10−4 kcalth
英热单位	9.48×10−4 BTU
電子伏特	6.24×1018 eV

焦耳（簡稱焦）是國際單位制中能量、功或热量的導出單位，符号為J。在古典力學裏，1焦耳等於施加1牛頓作用力經過1公尺距離所需的能量（或做的機械功）。在電磁學裏，1焦耳等於將1安培電流通過1歐姆電阻1秒時間所需的能量。焦耳是因紀念物理學家詹姆斯·焦耳而命名^[1][2]。

以其它單位表示，

1 J=1 N⋅m=(kg⋅ms2)⋅m=kg⋅m2s2=Pa⋅m3=1 W⋅s{displaystyle {rm {1 J=1 Ncdot m=left({frac {kgcdot m}{s^{2}}}right)cdot m={frac {kgcdot m^{2}}{s^{2}}}=Pacdot m^{3}=1 Wcdot s,!}}}。

1焦耳也可以定義為

• 移動1庫侖電荷通過1伏特電壓差所需做的功，或1庫侖·伏特。這關係也可以逆反過來定義伏特。


• 產生1瓦特功率1秒時間所需做的功，或1瓦特·秒。這關係也可以逆反過來定義瓦特。

目录

• 
  1 与力矩单位的混淆
  


• 
  2 實際例子
  


• 
  3 單位轉換
  


• 
  4 參閱
  


• 
  5 參考文獻
  


• 
  6 外部連結
  

与力矩单位的混淆

雖然在單位方面，表示焦耳為牛頓·公尺是正確的，為了避免與力矩單位發生混淆，國際度量衡局並不鼓勵這種用法^[3]。力矩與能量的物理意義完全不同。

就物理量本身来说，能量由力和距离点乘得到，是标量；力矩由力和距离叉乘得到，是矢量，两者有根本的不同。

實際例子

一焦耳能量相等於施加一牛頓的作用力於任意物件，使之移動一米距離；也等於在地心引力影響下將一個質量為102克的蘋果抬高一米；或是1瓦特的功率作1秒所释放的能量。

單位轉換

一焦耳相等於：

• 1×10⁷爾格
  


• 6.24150974×10¹⁸電子伏特
  


• 0.239 小卡路里
  


• 9.4782×10⁻⁴英國熱量單位（British thermal unit，BTU）


• 0.737 呎·磅 力（foot-pounds force）


• 23.7 呎·磅（foot-pounds）


• 2.7778×10⁻⁷千瓦·小時
  


• 2.7778×10⁻⁴瓦特·小時
  

以焦耳定義的單位

• 1 小卡路里= 4.184焦耳^[4]
  


• 1 watt hour = 3600焦耳


• 1 kilowatt hour = 3.6×10⁶焦耳


• 1 噸黃色炸藥 = 4.184×10⁹焦耳

參閱

• 單位轉換


• 數量級 (能量)


• 瓦特


• 能量


• 牛頓 (單位)

參考文獻

1. 
   ^ The American Heritage Dictionary, Second College Edition (1985). Boston: Houghton Mifflin Co., p. 691.
   


2. 
   ^ McGraw-Hill Dictionary of Physics, Fifth Edition (1997). McGraw-Hill, Inc., p. 224.
   


3. 
   ^ 國際度量衡局官方網頁表明："通過綜合幾個基本單位，衍生單位通常可以以不同方式表達。例如，焦耳可以正式地寫為牛頓·公尺或公斤·公尺²／秒²。但是，這種代數自由還必須考慮到符合實際狀況；在某種狀況，使用某特定形式所得到的益處會比較多。實際而言，為了區分擁有同樣因次的不同物理量，有些物理量必須取特定的衍生單位為其單位。"
   


4. 
   ^ 一篇關於將營養單位從卡路里改變到焦耳的報告：The adoption of joules as units of energy, FAO/WHO Ad Hoc Committee of Experts on Energy and Protein, 1971.
   

外部連結

• 焦耳的單位轉換
  


• 加拿大的Worsley小學解釋質能方程式的網頁。

查 论 编 国际单位 基本单位 秒 米 千克 开尔文 安培 坎德拉 摩尔 导出单位 赫茲 弧度 球面度 牛頓 帕斯卡 焦耳 瓦特 庫侖 伏特 歐姆 法拉 西门子 韋伯 特斯拉 亨利 摄氏度 流明 勒克斯 贝克勒尔 戈瑞 希沃特 開特 可并用單位 天文單位 吨 原子質量單位 升 分 小时 天 度 角分 角秒 电子伏 分貝 公頃 奈培 原子單位 自然單位 參閱 计量单位 单位换算 國際單位制詞頭 分类:國際單位制基本單位 分类:国际单位制导出单位

查 论 编 经典力学国际单位 线性（平动）的量 角度（转动）的量 量纲 — L L2 量纲 — — — T 时间: t s absement（英语：absement）: A m s（英语：meter second） T 时间: t s — 距离: d, 位矢: r, s, x, 位移 m 面积: A m2 — 角度: θ, 角移: θ rad 立體角: Ω rad2, sr T−1 頻率: f s−1（英语：inverse second）, Hz 速率: v, 速度: v m s−1 面積速率: ν, 比角动量（英语：specific angular momentum）: h m2 s−1 T−1 頻率: f s−1（英语：inverse second）, Hz 角速率: ω, 角速度: ω rad s−1 T−2 加速度: a m s−2 T−2 角加速度: α rad s−2 T−3 加加速度: j m s−3 T−3 角加加速度: ζ rad s−3 M 质量: m kg ML2 转动惯量: I kg m2 MT−1 动量: p, 冲量: J kg m s−1, N s（英语：newton second） 作用量: 𝒮, actergy（英语：actergy）: ℵ kg m2 s−1, J s（英语：joule-second） ML2T−1 角动量: L, 角冲量: ΔL kg m2 s−1 作用量: 𝒮, actergy（英语：actergy）: ℵ kg m2 s−1, J s（英语：joule-second） MT−2 力: F, 重量: Fg kg m s−2, N 能量: E, 功: W kg m2 s−2, J ML2T−2 力矩: τ, moment（英语：Moment (physics)）: M kg m2 s−2, N m 能量: E, 功: W kg m2 s−2, J MT−3 yank（英语：List_of_equations_in_classical_mechanics#Dynamics）: Y kg m s−3, N s−1 功率: P kg m2 s−3, W ML2T−3 rotatum（英语：rotatum）: P kg m2 s−3, N m s−1 功率: P kg m2 s−3, W

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