Преглед на кода на Джаул

{{Друго значение|единицата за енергия|британския физик|Джеймс Джаул}}

'''Джаул''', наричан понякога още '''ватсекунда''' и означаван със символа '''J''', е единицата от [[Международна система единици|Международната система единици]] (SI) за измерване на [[енергия]] ([[потенциална енергия|потенциална]], [[кинетична енергия|кинетична]], [[електрическа енергия|електрическа]], [[топлина|топлинна]]), а също така на [[механична работа|работа]] и количество [[топлина]]. Стандартното определение на джаул е следното:

'''1 J е работата, извършена от сила 1 [[нютон (единица)|N]] при преместване на тяло на разстояние 1 [[метър|m]] по направление на силата''', т.е.
::<math>\rm 1 J = 1 N \cdot m = \left (\frac{kg \cdot m}{s^2} \right) \cdot m = \frac{kg \cdot m^2}{s^2}=Pa \cdot m^3= 1 W \cdot s</math>
[[Файл:Joule.jpg|мини|Джеймс Джаул]]
Други дефиниции:
::<math>\rm 1 J = 1 \Omega \cdot A^2 \cdot s = 1 W \cdot s = 1 kg \cdot m^2 \cdot s^{-2}\,</math>

Единицата носи името на английския физик [[Джеймс Джаул]] (1818 – 1889), който установява, че няколко различни вида [[енергия]] (механична, електрическа, топлинна) могат да бъдат преобразувани една в друга, като по този начин създава предпоставки за формулирането на [[Закон за запазване на енергията|Закона за запазване на енергията]]. През 1840 г. Джаул открива връзката между [[електрически ток|електрическия ток]], протичащ през [[резистор]], и отделяната [[топлина]] ([[Ефект на Джаул – Ленц|Закон на Джаул]]), а по-късно, независимо от [[Юлиус Роберт фон Майер]], открива връзката на топлината с механичната [[механична работа|работа]].

== История ==
На първия Международен конгрес на електротехниците на 20 и 21 септември 1881 г. в Париж, освен че [[CGS]] системата е обявена за задължителна, допълнително към тази „абсолютна система“ се обявява и една „практическа система“, която съдържа единиците [[Ом (физика)|ом]], [[ампер]], [[волт]], [[кулон]] и [[фарад]], които са по-удобни за използване в електротехниката от единиците, пряко следващи от [[CGS]] системата. Двете системи се различават единствено от коефициенти със степени на десет.

Във встъпителната си реч като президент на Британската асоциация за напредък на науката [[Карл Вилхелм Сименс]] допълва практическата система с [[Вебер (единица)|вебер]], [[ват]] и [[Гаус (единица)|гаус]]; джаулът е предложен като единица за топлинна енергия. Предлага се да бъде определен като еквивалентен на 10<sup>7 </sup> [[ерг|erg]], единицата за [[енергия]] в CGS. Джаулът е въведен на Втория международен конгрес по електричество, провеждащ се в годината на смъртта на Джеймс Прескот Джаул (31 август 1889 г.) като абсолютна практическа електрическа единица за работа и енергия на електрическия ток.<ref>[http://www.metricationmatters.com/docs/MetricationTimeline.pdf A chronological history of the modern metric system], Pat Naughtin, 2008</ref> Четвъртият международен конгрес по електротехника през 1893 г. в Чикаго подкрепя въвеждането на единицата, като леко го променя и го нарича теоретичен вместо абсолютен.

Международната конференция по електрически единици и еталони ([[Лондон]], 1908 г.) установява международни електрически единици, в това число и международния джаул. След възвръщането на [[1 януари]] [[1948]] г. към абсолютните електрически единици е прието съотношението: 1 международен джаул = 1,00020 абсолютни джаула<ref>{{Citation |title=Большая советская энциклопедия, Джоуль (единица энергии и работы) |url=http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00023/23500.htm |accessdate=2011-04-27 |archivedate=2009-09-02 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20090902093124/http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00023/23500.htm }}</ref>.

През юни 1935 г. Международната електротехническа комисия, наследник на Международния електрически конгрес приема [[MKS]] (предшественика на SI), в която е включен и джаулът.<ref>[http://www.pnas.org/cgi/reprint/21/10/579.pdf Adoption of the Meter-Kilogram-Mass-Second (M.K.S.) Absolute System of Practical Units by the International Electrotechnical Commission (I.E.C.), Bruxelles, юни 1935], Arthur E. Kennelly, 9. August 1935</ref>

Международният комитет по мерки и теглилки през 1946 г. определя джаула като работата, което се извършва от сила на един метър в посоката на преместване.<ref>[http://www.bipm.org/en/CIPM/db/1946/2/ CIPM, 1946, Resolution 2, Definitions of electric units]</ref> Генералната конференция по мерки и теглилки ратифицира тази дефиниция на деветото си заседание през 1948 г., и по-специално изисква джаул да се използва в калориметрията, вместо [[калория]].<ref>[http://www.bipm.org/en/CGPM/db/9/3/ 9th CGPM, Resolution 3: Triple point of water; thermodynamic scale with a single fixed point; unit of quantity of heat (joule)]</ref> От 1960 г. насам джаулът е част от Международната система единици (SI).

== Практически примери ==
=== Равностойност на един джаул ===
Един джаул (1 J) енергия се получава например и в следните случаи:
* завъртане на ъгъл 1 rad с момент 1 N·m (единицата [[радиан]] е безразмерна);
* протичане на ток 1 А при напрежение 1 V (т.е. действие на мощност 1 W) в продължение на 1 s.

=== Други примери ===
* Топлинна енергия, съответстваща на енергия при температура 1 [[Келвин|К]]: 1,380{{e|−23}} J
* Енергия на [[фотон]]а на червения цвят във [[видима светлина|видимия спектър]]: 2,61{{e|−19}} J
* [[Енергия на Ферми]] на металното [[злато]]: 8,8{{e|−19}} J <ref>[http://mysite.du.edu/~jcalvert/phys/copper.htm Dr James B. Calvert, Associate Professor Emeritus of Engineering, University of Denver]</ref>
* Атомна единица за енергия ([[енергия на Хартри]]), <math>\!E_h = m_\mathrm{e} c^2\alpha^2 </math>: 4,360{{e|−18}} J
* Енергия, отделена при взрив на 1 тон [[тротил]] ([[тротилов еквивалент]]): 4,184{{e|9}} J
* Енергия, отделена при [[Малчугана|атомната бомбардировка на Хирошима]]: около 6{{e|13}} J
* В джаули се дава енергията на [[проектил]]и (предимно неразривни) за леко стрелково оръжие ([[Пушка|пушки]] и [[пистолет]]и) като за 9 mm пистолетни патрони е 300 – 600 J, за [[7,62×39 mm|7,62х39]] (патрон за [[АК-47|„калашник“]]) – около 2000 J, за [[7,62×54 mm R|7,62x]]54R – около 4000 J, за 12 калибър (ловна пушка) – около 3 – 4000 J в зависимост от теглото на сачмения снаряд и т.н.

== Превръщане в други единици ==
{| class="wikitable" align="left"
|+'''Превръщане в други единици'''
|-
| 1 [[калория|cal]]
| = 4,1855 J
| 1 J
| = 0,2389 cal
|-
| 1 th
| = 4,1855 MJ
| 1 J
| = 2,389·10<sup>-7</sup> th
|-
| 1 [[киловатчас|kWh]]
| = 3 600 000 J
| 1 J
| = 2,777·10<sup>-7</sup> kWh
|-
|1 Ws
|= 1 J
|1 J
|= 1 Ws
|-
| 1 [[ерг|erg]]
| = 10<sup>-7</sup> J
| 1 J
| = 10<sup>7</sup> erg
|-
| 1 [[Паскал (единица)|Pa]]·[[метър|m]]<sup>3</sup>
| = 1 J
| 1 J
| = 1 Pa·m<sup>3</sup>
|-
| 1 [[електронволт|eV]]
| = 1,602 177 33·10<sup>-19</sup> J
| 1 J
| = 6,241 506 363 09·10<sup>18</sup> eV
|}

{| class="wikitable" align="right"
|+ Друга таблица за превръщане от една енергийна единица в друга
!
! [[Джаул]]
! [[Киловатчас]]
! [[Електронволт]]
! Килопондметър
! [[Калория]]
! [[Ерг]]
|-
! 1 kg·m²/s²
| {{0|00}} 1
| {{0|00}} 2,778·10<sup>−7</sup>
| {{0|00}} 6,242·10<sup>18</sup>
| {{0|00}} 0,102
| {{0|00}} 0,239
| {{0|0}} 10·10<sup>6</sup>
|-
! 1 kW·h
| {{0|00}} 3,6·10<sup>6</sup>
| {{0|00}} 1
| {{0|00}} 2,25·10<sup>25</sup>
| {{0|00}} 3,667·10<sup>5</sup>
| {{0|00}} 8,60·10<sup>5</sup>
| {{0|0}} 36·10<sup>12</sup>
|-
! 1 eV
| {{0|00}} 1,602·10<sup>−19</sup>
| {{0|00}} 4,45·10<sup>−26</sup>
| {{0|00}} 1
| {{0|00}} 1,63·10<sup>−20</sup>
| {{0|00}} 3,83·10<sup>−20</sup>
| {{0|00}} 1,602·10<sup>−12</sup>
|-
! 1 kp·m
| {{0|00}} 9,80665
| {{0|00}} 2,72·10<sup>−6</sup>
| {{0|00}} 6,13·10<sup>19</sup>
| {{0|00}} 1
| {{0|00}} 2,34
| {{0|0}} 98,0665·10<sup>6</sup>
|-
! 1 cal<sub>IT</sub>
| {{0|00}} 4,1868
| {{0|00}} 1,163·10<sup>−6</sup>
| {{0|00}} 2,611·10<sup>19</sup>
| {{0|00}} 0,427
| {{0|00}} 1
| {{0|0}} 41,868·10<sup>6</sup>
|-
! 1 g·cm²/s²
| {{0|00}} 0,1·10<sup>−6</sup>
| {{0|0}} 27,78·10<sup>−15</sup>
| {{0|0}} 62,42·10<sup>12</sup>
| {{0|0}} 10,2·10<sup>-9</sup>
| {{0|0}} 23,9·10<sup>-9</sup>
| {{0|00}} 1
|}
{{br}}

=== Киловатчас ===
[[Файл:Mechanical electricity meter 1965 (1).jpg|мини|300п|[[Електромер]], на който се вижда единицата kWh, в която се измерва консумираната енергия]]
[[Киловатчас]] (kWh) е мерна единица за активната [[енергия]]. Тя не е част от единиците на [[SI]], но поради голямото ѝ практическо значение, [[ISO]] позволява използването ѝ в специални области. Такава специална област например е [[електротехника]]та. Чрез стандартната SI единица за работа и енергия джаул тя се изразява по следния начин:
:1 kWh = 3,6 MJ (3 600 000 J)

Киловатчасът се използва в месечните сметки за консумираната от потребителите електрическа енергия. Тя е за предпочитане, защото по-този начин числата са малки, а и цената се изчислява на базата на киловатчас, а не джаул. Например печка с [[мощност]] 1000 W (1 kW), работеща за 1 h, изразходва енергия 1 kWh (или 3,6 MJ). Електрическа крушка от 60 W за един час консумира 0,06 kWh енергия, а примерно за хиляда часа – 60 kWh. Ако една крушка от 100 W свети по 1 час на ден в течение на 30 дни, изразходваната енергия се изчислява на:
:100 W · 30 h = 3000 Wh = 3 kWh (или 10,8 MJ).

В Германия през януари 2011 г. стойността на 1 kWh за населението средно е [[евро|€]] 0,2455.<ref>[http://www.energy.eu/ www.energy.eu]</ref>. За сравнение, с помощта на 1 kWh може да се добият 75 kg [[въглища]], 35 kg [[нефт]], да се изпекат 88 [[хляб]]а, и да се изтъкат 10 m плат.<ref>{{Citation |title=Годовой отчёт ''ОАО РусГидро'' за 2008 год, стр. 39. |url=http://rushydro.ru/investors/disclosure/reports/annual-reports |accessdate=2011-04-27 |archivedate=2010-01-06 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20100106045110/http://rushydro.ru/investors/disclosure/reports/annual-reports }}</ref>

== Кратни единици ==
Понякога, когато измерваните стойности са особено големи или особено малки (на няколко порядъка), по-удобни се оказват единици, образувани със стандартните [[Представки SI|представки в SI]]. В таблицата по-долу са дадени най-употребяваните стойности, образувани чрез тях.
{| class="wikitable"
|+ Кратни единици за енергия
! Стойност
! Символ
! Име
!
! Стойност
! Символ
! Име
|-
| 
10<sup>-1</sup> J<br>
10<sup>-2</sup> J<br>
10<sup>-3</sup> J<br>
10<sup>-6</sup> J<br>
10<sup>-9</sup> J<br>
10<sup>-12</sup> J<br>
10<sup>-15</sup> J<br>
10<sup>-18</sup> J<br>
10<sup>-21</sup> J<br>
10<sup>-24</sup> J
| 
dJ <br>	
cJ <br>	
mJ <br>	
µJ <br>	
nJ<br>
pJ <br>	
fJ <br>	
aJ <br>	
zJ <br>	
yJ 	
| 
дециджаул <br>	
сантиджаул<br>
милиджаул<br>
микроджаул<br>	
наноджаул <br>	
пикоджаул <br>	
фемтоджаул<br>	
атоджаул <br>	
септоджаул <br>	
йоктоджаул <br>	
||
|
10<sup>1</sup> J<br>
10<sup>2</sup> J<br>
10<sup>3</sup> J<br>
10<sup>6</sup> J<br>
10<sup>9</sup> J<br>
10<sup>12</sup> J<br>
10<sup>15</sup> J<br>
10<sup>18</sup> J<br>
10<sup>21</sup> J<br>
10<sup>24</sup> J
| 
daJ <br>	
hJ <br>	
kJ <br>	
MJ <br>	
GJ <br>	
TJ <br>	
PJ <br>
EJ <br>	
ZJ <br>	
YJ 	
| 
декаджаул <br> 	
хектоджаул <br>
килоджаул <br>
мегаджаул <br>
гигаджаул <br>
тераджаул <br>
петаджаул <br>
ексаджаул <br>
сетаджаул <br>
йотаджаул
|}

== Външни препратки ==
* [http://www.fao.org/docrep/meeting/009/ae906e/ae906e17.htm Приемането на джаула за мерна единица]
* [http://formularium.org/en/10.html?go=122.474 Превръщане на джаул в други единици] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110721122921/http://formularium.org/en/10.html?go=122.474 |date=2011-07-21 }}
* [http://www.convertworld.com/bg/energy/Джаул.html Таблица за превръщане на енергийни единици]

== Източници ==
<references />

[[Категория:Единици за енергия]]