Τζάουλ (μονάδα μέτρησης)

Το τζάουλ (Joule) (ορθή προφορά: τζουλ) με σύμβολο J, είναι μονάδα μέτρησης ενέργειας, έργου, ή ποσότητας θερμότητας στο Διεθνές σύστημα μονάδων.  Είναι ίσο προς την ενέργεια που ξοδεύεται (ή αλλιώς το έργο που παράγεται) όταν εφαρμόζεται δύναμη ενός νιούτον που μετακινεί το σημείο εφαρμογής της σε απόσταση ενός  μέτρου (1 newton metre ή N·m), ή για να διαρρεύσει  ηλεκτρικό ρεύμα με ένταση ενός αμπέρ διαμέσου ηλεκτρικής αντίστασης ενός Ωμ επί ένα δευτερόλεπτο. Ονομάστηκε έτσι προς τιμή του Άγγλου φυσικού Τζέιμς Πρέσκοτ Τζάουλ. American Heritage Dictionary of the English Language , Online Edition (2009). Houghton Mifflin Co., hosted by Yahoo! Education .The American Heritage Dictionary, Second College Edition (1985). Boston: Houghton Mifflin Co., p. 691.McGraw-Hill Dictionary of Physics, Fifth Edition (1997). McGraw-Hill, Inc., p. 224.

Σε όρους αρχικά βασικών μονάδων SI και μετά με όρους άλλων μονάδων SI:

όπου kg είναι το χιλιόγραμμο, m είναι το μέτρο, s είναι το δευτερόλεπτο, N είναι το Νιούτον, Pa είναι το Πασκάλ, W είναι το Βατ, C είναι το Κουλόμπ, και V είναι το Βολτ.

 Παράγωγοι μονάδες 
Από τη μονάδα τζάουλ προκύπτουν επίσης οι ακόλουθες παράγωγοι μονάδες: τζάουλ ανά κέλβιν και τζάουλ ανά χιλιόγραμμο και κέλβιν, καθώς και το κιλοτζάουλ (kJ) που ισούται με 1000 τζάουλ.
 Το Τζάουλ ανά κέλβιν (J/K) είναι μονάδα θερμοχωρητικότητας και εντροπίας στο ΔΣ(SI) μονάδων. Ισοδυναμεί με την αύξηση της εντροπίας ενός συστήματος όταν δέχεται ποσότητα θερμότητας ενός τζάουλ (1J), υπό σταθερή θερμοδυναμική θερμοκρασία ενός κέλβιν (1K), με τη προϋπόθεση ότι το σύστημα δεν υφίσταται καμία αναντίστρεπτη μεταβολή.
 Το Τζάουλ ανά χιλιόγραμμο και κέλβιν (J/kg-K) αποτελεί μονάδα ειδικής θερμότητας ή ειδικής εντροπίας στο ΔΣ (SI). Ισοδυναμεί με την ειδική θερμοκρασία ενός ομογενούς σώματος, μάζας 1 kg (χγμ) που προσφέρεται θερμότητα 1 J (τζάουλ) και επέρχεται ανύψωση της θερμοδυναμικής θερμοκρασίας κατά 1 Κ (κέλβιν).

Ιστορία

Το σύστημα μονάδων μέτρησης CGS ανακηρύχθηκε  επίσημο το 1881, στο 1ο Διεθνές Συνέδριο Ηλεκτρισμού. Σύμφωνα με αυτό το σύστημα, ως μονάδα μέτρησης της ενέργειας είχε υιοθετηθεί το εργκ (erg). Ο Βίλχελμ Zίμενς, στην εναρκτήρια ομιλία του ως προέδρου της Βρετανικής Ένωσης για την Πρόοδο της Επιστήμης (23 Αυγούστου 1882), πρότεινε για πρώτη φορά το τζάουλ ως μονάδα θερμότητας, προερχόμενη από τις ηλεκτρομαγνητικές μονάδες αμπέρ και ωμ, και ισοδύναμη στο σύστημα CGS με . Η ονομασία προς τιμήν του Τζάουλ (1818–1889) ακολούθησε τη σχετική του εισήγηση.

Στο 2ο Διεθνές Συνέδριο Ηλεκτρισμού (31 Αυγούστου 1889), το τζάουλ υιοθετήθηκε επίσημα, μαζί με το βατ και το κουαντράντ (που αργότερα μετονομάστηκε σε ανρί). Ο Τζάουλ απεβίωσε την ίδια χρονιά.

Το 1946, η Διεθνής Επιτροπή Μέτρων και Σταθμών ενέκρινε τον γνωστό ορισμό: το τζάουλ ως μονάδα έργου ίση με το έργο δύναμης ενός νιούτον σε απόσταση ενός μέτρου. Το 1948 καθιερώθηκε και ως προτιμώμενη μονάδα μέτρησης της θερμότητας, δίνοντας ουσιαστικά τέλος στη χρήση της θερμίδας. Ο σύγχρονος ορισμός ενσωματώθηκε στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων το 1960.

Ο μαθηματικός ορισμός J = kg⋅m2⋅s−2
παραμένει αμετάβλητος από το 1946, αν και η μονάδα έχει κληρονομήσει μεταγενέστερες αλλαγές στους ορισμούς του δευτερολέπτου, του μέτρου και του κιλού.

 Παραπομπές 

 Δείτε επίσης 
 Θερμίδα

Κατηγορία:Μονάδες ενέργειας
Κατηγορία:Παραγόμενες μονάδες του SI