ジュール
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この項目では、単位について説明しています。

イギリスの物理学者については「ジェームズ・プレスコット・ジュール」をご覧ください。

人名については「ジュール (人名)」をご覧ください。

漫画雑誌については「JOURすてきな主婦たち」をご覧ください。

ジュール
joule
記号J
国際単位系 (SI)
種類組立単位
エネルギー仕事熱量電力量
組立kg·ms?2, N· m
定義1ニュートンの力がその力の方向に物体を1メートル動かすときの仕事[1]
語源ジェームズ・プレスコット・ジュール
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ジュール(: joule、記号:J)は、エネルギー仕事熱量電力量の単位である。ジェームズ・プレスコット・ジュールに因む。

1 ジュールは標準重力の下で 102.0 グラム(ほぼキウイフルーツまたはマンガン乾電池の質量)の物体を 1 メートル持ち上げる時の仕事に相当する(ニュートン (単位)#リンゴによる力の表現を参照)。
定義

国際単位系 (SI) 及び日本の計量法におけるジュール J の定義は以下の通り。

1 ニュートンの力がその力の方向に物体を 1メートル動かすときの仕事[2][3]

ジュールはSI組立単位であり、 Nm 又はSI基本単位を用いて kgm2⋅s?2 と表記される[4]

ジュールと形式的には同じ単位を力のモーメント[5](これはエネルギーではない)にも用いることができるが、仕事やエネルギーの単位として「ニュートンメートル」を使用すると混乱を招くおそれがあるため注意が必要である[6]

1 ジュールは、1 ボルト (V) の電圧の中で 1 クーロン (C) の電荷を動かすのに必要な仕事とも定義できる[7]

J = C⋅V

1 秒間に 1 ジュールの仕事が行われるときの仕事率が 1 ワット (W) であり、ワット W はジュール J と秒 s から定義される。

W = J/s

日本の計量法は、仕事熱量電力量の単位として、ジュールとともにワット秒(ジュールと等しい)、ワット時 (= 3600 J) の使用を認めている[8]

電力量の単位として、1 キロワット (= 1000 J/s) の電力を 1 時間 (= 3600 s) 消費したときの電力量である 1 キロワット時 (= 1 kJ/s × 3600 s = 3.6 MJ) がよく用いられる。
他の単位への換算

1 ジュールは次のように換算される。

1 N・m(ニュートン・メートル)

1 C・V(クーロン・ボルト)

1 W・s(ワット秒)

2.777777...×10?7 kW⋅h(
キロワット時

約 0.2390 cal(カロリー

約 0.000948 Btu(英国熱量単位

107 erg(エルグ

約 0.101972 kgf·m(重量キログラムメートル

約 0.738 ft·lbf(フィート重量ポンド

約 23.7 ft·pdl(フィート・パウンダル

.mw-parser-output .sfrac{white-space:nowrap}.mw-parser-output .sfrac.tion,.mw-parser-output .sfrac .tion{display:inline-block;vertical-align:-0.5em;font-size:85%;text-align:center}.mw-parser-output .sfrac .num,.mw-parser-output .sfrac .den{display:block;line-height:1em;margin:0 0.1em}.mw-parser-output .sfrac .den{border-top:1px solid}.mw-parser-output .sr-only{border:0;clip:rect(0,0,0,0);height:1px;margin:-1px;overflow:hidden;padding:0;position:absolute;width:1px}1 J/e = 約 6.241509074×1018 eV(電子ボルト

1 J/c2 = 約 1.11265006×10?17 kg(キログラム) – エネルギーの質量換算。特殊相対性理論参照。

ここで g0 = 9.80665 m/s2 は標準重力加速度、e = 1.602176634×10?19 Cは電気素量であり、c = 299792458 m/s は真空中の光速である。またカロリーは 1 cal = 4.184 J とする計量単位令の定義を用いた[9][注釈 1]
倍量・分量単位「SI接頭語」も参照

ジュール (J) の倍量・分量単位分量倍量
値記号名称値記号名称
10?1 JdJデシジュール101 JdaJデカジュール
10?2 JcJセンチジュール102 JhJヘクトジュール
10?3 JmJミリジュール103 JkJキロジュール
10?6 JμJマイクロジュール106 JMJメガジュール
10?9 JnJナノジュール109 JGJギガジュール
10?12 JpJピコジュール1012 JTJテラジュール
10?15 JfJフェムトジュール1015 JPJペタジュール
10?18 JaJアトジュール1018 JEJエクサジュール
10?21 JzJゼプトジュール1021 JZJゼタジュール
10?24 JyJヨクトジュール1024 JYJヨタジュール
10?27 JrJロントジュール1027 JRJロナジュール
10?30 JqJクエクトジュール1030 JQJクエタジュール
よく使われる単位を太字で示す


キロジュール

キロジュール(記号:kJ)は、ジュールの 103 = 1000 倍である。

1 kJ の仕事は、
仕事率 1 kWの装置が 1 秒間にする仕事である。

1 kJ の熱量で、0 °C水(固体)を 3 g 溶かすことができる。

1 kJ の熱量で、0 °C、5 g の(液体)の温度を 50 °C 上げることができる[注釈 2]

地球上で 100 kg の物体を 1 m(または 1 kg の物体を 100 m)鉛直方向に持ち上げたときに生じる仕事は 100 kgw·m、約 1 kJ である。

1 kJ は、10/36 W·h(約 0.28 W·h)に等しい。

メガジュール

メガジュール(記号:MJ)は、ジュールの 106 = 1000000 倍である。

1 MJ の仕事は、
仕事率 1 kW で動作する装置が 1000 s(16 分 40 秒間)にする仕事である。

1 MJ の熱量で、0 °C のを 3 kg 溶かすことができる。

1 MJ は、10/36 kW·h(約 0.28 kW·h)に等しい。

ペタジュール

ペタジュール(記号:PJ)は、ジュールの1015 = 一千兆倍である。エネルギー統計でよく使われる単位で、原油25,800kLの熱量に相当する[10]
歴史

CGS単位系におけるエネルギーの単位として、1882年にエルグ(erg)が導入された。同年8月、イギリス科学振興協会の会長に就任したカール・ウィルヘルム・シーメンス(英語版)は、その就任演説にて、熱量の単位として「ジュール」の導入を初めて提唱した。シーメンスが提唱したジュールは、「1オームの電気抵抗に1アンペアの電流を1間流した時に発生する熱量」というもので、107エルグに等しいとされた。


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