Joule (unité)


Joule (unité)

Joule

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Voir « joule » sur le Wiktionnaire.

Le joule (symbole : J) est une unité dérivée du système international (SI) pour l'énergie, le travail et la quantité de chaleur[1]. L'unité doit son nom au physicien anglais James Prescott Joule.

Sommaire

Définition

On définit cette unité comme étant le travail d'une force d'un newton dont le point d'application se déplace de un mètre dans la direction de la force :

\rm 1 J = 1 N \cdot m = 1 kg \cdot m^2 \cdot  s^{-2}

L'expression du joule en unité de base du système international est donc le kilogramme mètre carré par seconde au carré[1].

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[2].

Autres définition usuelles

Le concept d'énergie étant utilisée 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 de un ampère à travers une résistance de un ohm pendant une seconde :

\rm 1 J = 1 \Omega \cdot A^2 \cdot s = 1 W \cdot s = 1 kg \cdot m^2 \cdot s^{-2}\,

Un joule est aussi l'énergie fournie par une puissance de 1 watt pendant une seconde.

Conversions

Article détaillé : Conversion des unités.

D'autres unités d'énergie sont exprimables en joules :

  • la calorie : 1 calorie = 4,1855 joules ;
  • la thermie qui vaut 1 million de calories, soit 4,1855 millions de joules ;
  • le kWh qui est l'énergie fournie par une puissance de un kilowatt pendant une heure soit 3 600 000 J.

Un joule vaut exactement :

Un joule est approximativement égal à :

Le térajoule, abrégé TJ, est souvent utilisé dans les brochures relatives aux consommations énergétiques de type nationales. Le préfixe téra correspond à 1012 (mille milliards) :

  • 1 TJ = 1012 J
  • 1 TJ = 0,2778 GWh

Dans la vie courante

Dans la vie de tous les jours et approximativement :

  • 1 joule :
    • l'énergie requise pour élever de un mètre une pomme (100 grammes) dans le champ de pesanteur terrestre ;
    • l'énergie nécessaire pour élever la température d'un gramme (un litre) d'air sec de un degré Celsius.
  • 1000 joules :
    • la quantité de chaleur dégagée en dix secondes par une personne au repos ;
    • l'énergie nécessaire à un enfant (30 kg) pour monter un étage (un peu plus de trois mètres).
  • 1 mégajoule (un million de joules) :
    • la chaleur nécessaire pour amener à ébullition 3 litres d'eau ;
    • un quart d'heure de chauffage par un radiateur de 1000 W.
Article détaillé : Ordre de grandeur (énergie).

Notes et références

  1. a  et b Bureau international des poids et mesures, « Unités SI dérivées cohérentes ayant des noms spéciaux et des symboles particuliers »
  2. Bureau international des poids et mesures, « Unité ayant des noms spéciaux ». Lire l'avant-dernier paragraphe.

Annexes

Articles connexes

Liens externes

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