Joule

Le joule (de symbole J) est une unité dérivée du Système international (SI) pour quantifier l'énergie, le travail et la quantité de chaleur. Le joule étant une très petite quantité d'énergie par rapport à celles mises en jeu dans certains domaines, on utilise plutôt les kilojoules (kJ) ou les calories en nutrition et dans les tableaux de valeur nutritive, et le kilowatt-heure pour mesurer l'énergie électrique ou thermique.

L'unité doit son nom au physicien anglais James Prescott Joule qui a énoncé la relation existant entre le courant traversant une résistance et la chaleur dissipée par celle-ci, appelée depuis la loi de Joule.

Définition 
On définit cette Unité dérivée du Système international comme étant le travail d'une force motrice d'un newton dont le point d'application se déplace d'un mètre dans la direction de la force :
 =  = 

L'expression du joule en unités de base du Système international est donc le kilogramme mètre carré par seconde au carré. Il est facile de retrouver ce résultat à partir de la formule de l'énergie cinétique ,  étant exprimé en joules (J),  en kilogrammes (kg) et  en mètres par seconde (m⋅s).

Bien que le joule soit homogène au newton mètre, cette dernière appellation est réservée au moment d'une force afin que l'unité rende compte de la façon dont cette grandeur est définie.

Équivalences 
Un kilojoule vaut , et une calorie vaut  soit .

Un watt-heure vaut , et un kilowatt-heure vaut .

Autres définitions usuelles 
Le concept d'énergie étant utilisé dans de nombreux domaines scientifiques, un certain nombre de définitions pratiques du joule sont possibles. Par exemple, un joule est le travail fourni par un circuit électrique pour faire circuler un courant électrique d'un ampère à travers une résistance d'un ohm pendant une seconde :
 =  =  = 
Un joule est aussi l'énergie fournie par une puissance de 1 watt pendant une seconde.

Conversions 

D'autres unités d'énergie sont exprimables en joules :
 la calorie : 1 calorie =  ;
 la thermie : 1 thermie = . la thermie vaut 1 million de calories ;
 le kilowatt-heure : 1 kWh = . Le kilowatt-heure est l'énergie fournie par une puissance d'un kilowatt pendant une heure ;
 Le watt seconde : 1 Ws = .
 Le kilogrammètre : 1 kilogrammètre = 

Un joule vaut exactement :
 10 ergs ;
 1 pascal-mètre cube.

Un joule est approximativement égal à :
  eV (électronvolts) ;
  litre-atmosphère.

Multiples et sous-multiples 

On n'utilise en pratique que les multiples et sous-multiples de mille en mille (préfixes milli, micro, nano pour les sous-multiples, kilo, méga, giga pour les multiples).

Sous-multiples 
 millijoule :  = 
 microjoule :  = 
 nanojoule :  =

Multiples 
 kilojoule :  = 
 mégajoule :  = 
 gigajoule :  = 
 térajoule :  = 
 pétajoule :  = 
 exajoule :  = 

Le térajoule, le pétajoule et l'exajoule sont souvent utilisés dans les brochures relatives aux consommations énergétiques nationales ou mondiales :
  = 
  = 
  =  =  =  (ou quadrillion Btu) =

Dans la vie courante 

Dans la vie de tous les jours et approximativement :
  :
 l'énergie requise pour élever un objet de  d'un mètre dans le champ de pesanteur terrestre ;
 l'énergie nécessaire pour élever la température d'un gramme (un litre) d'air sec d'un degré Celsius.
  :
 l'énergie requise pour élever la température d'un gramme d'eau d'.
  :
 la quantité de chaleur dégagée en dix secondes par une personne au repos ;
 l'énergie nécessaire à un enfant de  pour grimper 
 l'énergie consommée par une requête Google.
  (un million de joules) :
  de chauffage par un radiateur de .

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes 

Unité de mesure d'énergie
Unité dérivée du SI
Unité de mécanique
Unité de mesure nommée d'après une personne
James Prescott Joule