Ջոուլ

Ջոուլ (անգլ.՝ Joule; նշանակումը՝ Ջ, J), աշխատանքի, էներգիայի և ջերմության չափման միավոր Միավորների միջազգային համակարգում։ Ջոուլը հավասար է այն աշխատանքին, որը կիրառվում է 1 նյուտոն ուժի կիրառման կետի 1 մետր ուժի կիրառման ուղղությամբ տեղափոխման համար։ Էլեկտրականության մեջ ջոուլը նշանակում է այն աշխատանքը, որը կատարում է էլեկտրական դաշտի ուժերը 1 վայրկյանի ընթացքում 1 վոլտ լարման և 1 ամպեր հոսանքի ուժի դեպքում։ Այս չափման միավորը կոչվում է անգլիացի ֆիզիկոս Ջեյմս Ջոուլի (անգլ.՝ James Prescott Joule) անվամբ (1818–1889):


== Միավորի ներդրումը Միավորների միջազգային համակարգի (SI) մեջ ==
Ջոուլը ներդրվեց բացարձակ գործնական էլեկտրական միավորների մեջ (absolutely practic electrical units)՝ էլեկտրիկների երկրորդ միջազգային համագումարի (կոնգրեսի) ժամանակ, որը տեղի ունեցավ Ջեյմս Ջոուլի մահվան տարում (1889)։


== Միավորի կիրառումը ==
Քանզի Միավորների միջազգային համակարգի (SI) այս միավորը կոչվում է Ջեյմս Պրեսկոտ Ջոուլի (James Prescott Joule) անունով, ուստի՝ Միավորների միջազգային SI համակարգի առանց բացառության բոլոր մյուս միավորների նման, որոնք կոչվում են որևէ անձի անվամբ, նրա խորհրդանշանի՝ symbol-ի առաջին տառը մեծատառ է (J, Ջ)։ Այնուամենայնիվ, երբ SI համակարգի որևէ նման տերմին, այդ թվում ջոուլը հեգվում է անգլերեն, նմանապես նաև հայերեն կամ ռուսերեն, այն պետք է միշտ սկսվի փոքրատառով. տվյալ դեպքում՝ joule, ջոուլ, джвоул: Անշուշտ, բացառյալ այն դեպքերը, երբ ցանկացած բառ այդ դիրքում, օրինակ նախադասության ամենասկզբում, գրվում է մեծատառով կամ գլխատառով։ Նկատի ունեցեք, որ անգլերենում թվացյալ բացառություն կազմող "degree Celsius", այսինքն՝ «Ցելսիուսի աստիճան» խորհրդանշան տերմինը ևս համապատասխանում է այդ կանոնին, քանզի անգլերենում սկսվում է "d" փոքրատառով, իսկ հայերենում չի համապատասխանում, քանզի գրվում է «Ցելսիուսի աստիճան»։ Ջոուլի գրությանը վերաբերող այս կանոնը հիմնված է Միավորների միջազգային համակարգի (SI) կանոնադրության երկրորդ պարագրաֆի վրա։


== Ջոուլի արտահայտումը Միավորների միջազգային համակարգի (SI) չափման միավորներով ==
Միավորների միջազգային համակարգի (SI) չափման միավորներով արտահայտված.

  
    
      
        
          J
        
        =
        
          
            
              
                kg
              
              ⋅
              
                
                  m
                
                
                  2
                
              
            
            
              
                s
              
              
                2
              
            
          
        
        =
        
          N
        
        ⋅
        
          m
        
        =
        
          Pa
        
        ⋅
        
          
            m
          
          
            3
          
        
        =
        
          W
        
        ⋅
        
          s
        
        =
        
          C
        
        ⋅
        
          V
        
        ,
      
    
    {\displaystyle {\text{J}}={\frac {{\text{kg}}\cdot {\text{m}}^{2}}{{\text{s}}^{2}}}={\text{N}}\cdot {\text{m}}={\text{Pa}}\cdot {\text{m}}^{3}={\text{W}}\cdot {\text{s}}={\text{C}}\cdot {\text{V}},}
  որտեղ kg-ն կիլոգրամն է (կգ), m-ն՝ մետրը (մ), s-ն վայրկյանը (վ), N-ն նյուտոնը (Ն), Pa-ն պասկալը (Պա), W-ն վատտը (Վտ), C-ն կուլոնը (Կլ), իսկ V-ն վոլտը (Վ)։
Հայերեն՝

  
    
      
        
          Ջ
        
        =
        
          
            
              
                կգ
              
              ⋅
              
                
                  մ
                
                
                  2
                
              
            
            
              
                վ
              
              
                2
              
            
          
        
        =
        
          Ն
        
        ⋅
        
          մ
        
        =
        
          Պա
        
        ⋅
        
          
            մ
          
          
            3
          
        
        =
        
          Վտ
        
        ⋅
        
          ս
        
        =
        
          Կլ
        
        ⋅
        
          Վ
        
        :
      
    
    {\displaystyle {\text{Ջ}}={\frac {{\text{կգ}}\cdot {\text{մ}}^{2}}{{\text{վ}}^{2}}}={\text{Ն}}\cdot {\text{մ}}={\text{Պա}}\cdot {\text{մ}}^{3}={\text{Վտ}}\cdot {\text{ս}}={\text{Կլ}}\cdot {\text{Վ}}:}
  


== Գործնական օրինակներ առօրյա կյանքից ==
Մեկ ջոուլը առօրյա կյանքում ներկայացնում է մոտավորապես հետևյալը.

Այն էներգիան, որը պահանջվում է մոտ 100 գ զանգվածով միջին չափի պոմիդորը Երկրագնդի մակերևույթից ուղղահայաց գծով 1 մետր վերև բարձրացնելու համար,
այն էներգիան, որն անջատվում է, երբ նույն այդ պոմիդորը ցած է ընկնում գետնին նույն այդ 1 մ բարձրությունից,
այն էներգիան, որը պահանջվում է 1 կգ՝ 1 kg զանգվածով որևէ մարմին 1 մ/վ՝ 1 m⋅s−2 արագությամբ 1 մետր՝ 1 m տարածություն անցնելու համար,
այն ջերմությունը, որը անհրաժեշտ է 1 1 g ջուրը տաքացնելու մինչև 0,24 °C՝ 0.24 °C,
այն տիպական էներգիան է, որ անջատվում է ջերմության տեսքով հանգստի վիճակում գտնվող մեկ անձնավորության կողմից յուրաքանչյուր 1/60 վայրկյանի ընթացքում  (մոտավորապես՝ 17 ms),
1 ջոուլը 50 կգ՝ 50 kg զանգվածով մարդ արարածի կինետիկ էներգիան է՝ en:kinetic energy, երբ նա ընթանում է շատ դանդաղ՝ (0,2 մ/վ՝ 0.2 m/s or 0.72 կմ/ժ արագությամբ),
1 ջոուլը 56 գ՝ 56 g զանգվածով թենիսի գնդակի կինետիկ արագությունն է, որն ընթանում է 6 մ/վ՝ 6 m/s (22 կմ/ժ) արագությամբ,
1 ջոուլը 1 կգ՝ 1 kg զանգվածով որևէ առարկայի կինետիկ էներգիան է, որն ընթանում է 1,4 մ/վ արագությամբ՝ √2 ≈ 1.4 m/s,
1 ջոուլն այն էլեկտրական էներգիայի քանակությունն է, որն անհրաժեշտ է 1 վատտ պայծառությամբ՝ 1 W լուսարձակող դիոդի՝ LED 1 վայրկյան՝ 1 s տևողությամբ լույս արձակելու համար։Քանզի ջոուլը նաև վատտ-վայրկյան է՝ watt-second և համընդհանուր չափման միավոր էլեկտրական սարքերի վաճառքի և հոսանքի վարձավճարների համար, ապա կիլովատ-ժամը՝ kW⋅h (kilowatt-hour), kW⋅h 1000  Վատտ (W) × 3600  վայրկյան (s) = 3,6 ՄՋ (մեգաջոուլ, MJ):


== Ջոուլի մասերը և բազմապատիկները ==
Լրացուցիչ օրինակների համար տես՝ en:Orders of magnitude (energy)


=== Զեպտոջոուլ ===
Զեպտոջոուլը` անգլ.՝ zeptojoule (զՋ, zJ) հավասար է մեկ ջոուլի մեկ սեքստիլիոներորդ (10−21) մասին։ 160 զՋ-ն հավասար է մոտավորապես մեկ էլեկտրոնվոլտի՝ անգլ.՝ electronvolt:


=== Նանոջոուլ ===
Նանոջոուլը` անգլ.՝ nanojoule  (նՋ, nJ) հավասար է մեկ ջոուլի մեկ միլիարդերորդ (10−9) մասին։ 160 նՋ-ն մոտավորապես հավասար է թռչող մոծակի կինետիկ էներգիային։


=== Միկրոջոուլ ===
Միկրոջոուլը՝ անգլ.՝ microjoule (մկՋ, μJ) հավասար է մեկ ջոուլի մեկ միլիոներորդ (10−6) մասին։ Մեծ Հադրոնյան Կոլլիդերը՝ en:Large Hadron Collider, Մեծ Հադրոնյան մասնիկաբախիչը (LHC, ՄՀՄԲ) արտադրում է միկրոջոուլային կարգի բախումներ՝ 7 էլէկտրոն վոլտ մեկ մասնիկին (7 TeV):


=== Միլիջոուլ ===
Միլիջոուլը՝ անգլ.՝ millijoule  (մՋ, mJ) հավասար է ջոուլի մեկ հազարերորդ (10−3) մասին։


=== Կիլոջոուլ ===
Կիլոջոուլը՝ անգլ.՝ kilojoule  (կՋ, kJ) հավասար է հազար ջոուլին (103): Աշխարհի երկրների մեծ մասում սննդամթերթի պիտակների վրա արտահայտվում են կիլոջոուլային (կՋ, kJ) էներգիայուվ։
Երկրագունդն իր մեկ քառակուսի մետրի վրա ստանում է միջինը մոտավորապես 1,4 (մեկ ամբողջ չորս տասներորդական) կիլոջոուլ Արևային էներգիա կամ Արեգակնային ճառագայթում՝ solar radiation`  ցերեկվա լիակատար լուսավորության յուրաքանչյուր մեկ վայրկյանի ընթացքում։


=== Մեգաջոուլ ===
Մեգաջոուլը՝ անգլ.՝ megajoule (ՄՋ, MJ) հավասար է մեկ միլիոն ջոուլին (106), կամ, մոտավորապես՝ 161 կմ/ժ արագությամբ ընթացող ավտոմեքենայի մեկ մեգագրամ (տոննա) կինետիկ էներգիային։
Այն էներգիան, որը պահանջվում է ջեռուցելու 10 լիտր հեղուկ վիճակում գտնվող ջուրը հաստատուն մթնոլորտային ճնշման ներքո սկսած 0 °C (32 °F)-ից մինչև 100 °C (212 °F)-ը գրեթե հավասար է 4,2 մեգաջոուլին՝ 4,2ՄՋ, 4.2 MJ:
Մեկ կիլովատ ժամ էլեկտրաէներգիան հավասար է 3,6 ՄՋ-ի։


=== Գիգաջոուլ ===
Գիգաջոուլը՝ անգլ.՝ gigajoule (ԳՋ, GJ) հավասար է մեկ միլիարդ ջոուլին (109)&nbsp: 6 գիգաջոուլը՝ 6 GJ մոտավորապես հավասար է այն քիմիական էներգիային, որն անջատվում է 1 barrel (160 l) հում նավթի՝ en:crude oil այրումից։ 2 գիգաջոուլը՝ 2 GJ մոտավորապես հավասար է Պլանկի էներգիայի՝ en:Planck energy միավորին։


=== Տերաջոուլ ===
Տերաջոուլը՝ անգլ.՝ terajoule (ՏՋ, TJ) հավասար է մեկ տրիլիոն ջոուլին (1012), մոտավորապես հավասար է 0,278 Գիգավատ.ժամին՝ անգլ.՝ 0.278 GWh (որը հաճախ օգտագործում են էներգիայի աղյուսակներում)։ Մոտավորապես 63 տերաջոուլ էներգիա է առաջացել ամերիկյան այն ատոմային ռումբից, որը կոչվում էր «Փոքրիկ տղա»՝ en:Little Boy և 1945 թվականի օգոստոսին ԱՄՆ ՌՕՈՒ-ի ինքնաթիռից նետվեց ճապոնական կայսրություն|ճապոնական կայսրության Հիրոշիմա քաղաքի վրա։ Երկիր մոլորակի շուրջ ներկայումս պտտվող Միջազգային տիեզերակայանը՝ en:International Space Station, որի զանգվածը կազմում է մոտավորապես 450 մեգագրամ՝ en:megagram կամ 450 տոննա և ընթանում է 7,7 կմ/վ ուղեծրային արագությամբ` անգլ.՝ orbital velocity of 7.7 km/s, ունի կոպիտ հաշվարկներով շուրջ 13 ՏՋ կինետիկ էներգիա՝ en:kinetic energy: 2017 թվականին Կարիբյան ծովի կղզային պետություններին և ԱՄՆ-ի հարավային նահանգներին հարվածած Իրմա փոթորիկը՝  (անգլ.՝ Hurricane Irma) որոշ գնահատումների համաձայն ուներ 100 տերաջոուլ էներգիա։


=== Պետաջոուլ ===
Պետաջոուլը՝ անգլ.՝ petajoule (ՊՋ, PJ) հավասար է մեկ քուադրիլիոն, անգլ.՝ quadrillion, ջոոլին (1015): 210 պետաջոուլը՝ 210 PJ մոտավորապես հավասար է 50 մեգատոն տրոտիլին՝ տրինիտրատոլուոլին (ՏՆՏ, TNT) 50&nbsp: Սա այն էներգիայի քանակությունն է, որը աառաջացել է ԽՍՀՄ-ում արտադրված և պայթեցված այսպես կոչված Ցար Ռումբի՝ en:Tsar Bomba, մարդու կողմից երբևիցէ ստեղծված միջուկային ամենամեծ ռումբի պայթյունից։


=== Էկզաջոուլ ===
Էկզաջոուլը՝ անգլ.՝ exajoule (ԷՋ, EJ) հավասար է մեկ քուինտիլիոն (անգլ.՝ one quintillion) ջոուլին՝ 1018: 2011 թվականի Տոհոկու երկրաշարժը և ցունամին՝ en:2011 Tōhoku earthquake and tsunami, որոնք եղան Ճապոնիայում ունեին 1,41 էկզաջոուլ՝ անգլ.՝ 1.41  էներգիա, ըստ դրանց 9,0 մագնիտուդային մասշտաբով դասակարգման՝ en:moment magnitude scale: ԱՄՆ-ում էներգիայի տարեկան սպառումը մոտավորապես կազմում է 94 էկզաջոուլ՝ 94 EJ:


=== Ձետաջոուլ ===
Ձետաջոուլը՝ անգլ.՝ zettajoule (ՁՋ, ZJ) մեկ սեքստիլիոն՝ sextillion ջոուլի (1021): Մարդկության կողմից ստեղծված համաշխարհային էներգետիկ ռեսուրսները և դրանց սպառումը տարեկան կազմում են 0,5 ձետաջոուլ՝ 0.5 ZJ:


=== Իոտտաջոուլ ===
Իոտտաջոուլը՝ անգլ.՝ yottajoule  (ԻՋ, YJ) հավասար է մեկ սեպտիլիոն՝ septillion ջոուլի (1024): Սա մոտավորապես այն էներգիայի քանակությունն է, որը պահանջվում է Երկրագնդի վրայի ամբողջ ջուրը Ցելսիուսի 1°-ով՝ 1 °C տաքացնելու համար։ Արեգակի ջերմային արտածումը մոտավորապես կազմում է 400 ԻՋ մեկ վայրկյանում։


== Փոխակերպումը մյուս միավորների ==
1 Ջ = 1 կգ·մ²/վ² = 1 Ն·մ = 1 Վտ·վ։
1 Ջ = 107 Էրգ։
1 Ջ ~ 6.2415 x 1018 էՎ։
1 000 000 Ջ = 0.277(7) կՎտ·ժ։
1 կՎտ·ժ = 3 600 000 Ջ։
1 կՎտ·վ = 1000 Ջ։
1 Ջ ~ 0.238846 կալորիա։
1 կալորիա = 4.1868 Ջ.
1 կիլոտոննա ТНТ = 4.1840 ՏՋ.


== Տես նաև ==
Կալորիա
Վատտ
Էրգ
Էլեկտրոնվոլտ


== Ծանոթագրություններ ==