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unité dérivée du SI de quantification d'énergie De Wikipédia, l'encyclopédie libre
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.
Joule | |
Informations | |
---|---|
Système | Unités dérivées du Système international |
Unité de… | Énergie |
Symbole | J |
Éponyme | James Prescott Joule |
Dimensions | M·L 2·T −2 |
Conversions | |
1 J en... | est égal à... |
Unités SI de base | 1 kg m2 s−2 |
CGS | 1 × 107 erg |
Kilowatts-heures | 2,78 × 10−7 kW h |
calories | 0,239 cal |
BTU | 9,48 × 10−4 BTU |
Électrons-volts | 6,24 × 1018 eV |
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L'unité doit son nom au physicien anglais James Prescott Joule qui a énoncé au XIXe siècle la relation existant entre le courant traversant une résistance et la chaleur dissipée par celle-ci, appelée depuis la loi de Joule.
On définit cette Unité dérivée du Système international comme étant le travail d'une force motrice d'un newton[1] 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[1]. Il est facile de retrouver ce résultat à partir de la formule de l'énergie cinétique E = ½ m v2, E étant exprimé en joules (J), m en kilogrammes (kg) et v en mètres par seconde (m⋅s−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].
Un kilojoule vaut 238,85 calories, et une calorie dite « IT » vaut 180⁄43 joule soit 4,186 8 joules[3],[4].
Un watt-heure vaut 3 600 joules et un kilowatt-heure vaut 3 600 kilojoules.
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.
D'autres unités d'énergie sont exprimables en joules :
Un joule vaut exactement :
Un joule est approximativement égal à :
1 calorie | = 4,185 5 J | 1 joule | = 0,238 9 calorie |
1 thermie | = 4,185 5 MJ | 1 joule | = 2,389 × 10−7 thermie |
1 kWh | = 3 600 000 J | 1 joule | = 2,778 × 10−7 kWh |
1 Ws | = 1 J | 1 joule | = 1 Ws |
1 erg | = 10−7 J | 1 joule | = 107 ergs |
1 Pa m3 | = 1 J | 1 joule | = 1 Pa m3 |
1 eV | = 1,602 177 33 × 10−19 J | 1 joule | = 6,241 506 363 09 × 1018 eV |
On n'utilise en pratique que les multiples et sous-multiples de mille en mille (préfixes milli, micro, nano, etc. pour les sous-multiples, kilo, méga, giga, etc. pour les multiples).
Le térajoule, le pétajoule et l'exajoule sont souvent utilisés dans les brochures relatives aux consommations énergétiques nationales ou mondiales[5] :
Dans la vie de tous les jours et approximativement :