Единицы энергии

Единицы измерения энергии

Энергия определяется через работу , поэтому единица энергии в системе СИ совпадает с единицей работы — джоулем (Дж), названным в честь Джеймса Прескотта Джоуля ^[1] и его экспериментов по механическому эквиваленту тепла . Если говорить несколько более фундаментально,1 джоуль равен 1  ньютон-метру , а в базовых единицах СИ

${\displaystyle 1\ \mathrm {J} =1\ \mathrm {kg} \left({\frac {\mathrm {m} }{\mathrm {s} }}\right)^{2}=1\ {\frac {\mathrm {kg} \cdot \mathrm {m} ^{2}}{\mathrm {s} ^{2}}}}$

Единицей энергии, которая используется в атомной физике , физике элементарных частиц и физике высоких энергий, является электронвольт (эВ). Один эВ эквивалентен1,602 176 634 × 10 ^-19  Дж . ^[2]

В спектроскопии единица см ⁻¹ ≈0,000 123 9842  эВ используется для представления энергии, поскольку энергия обратно пропорциональна длине волны из уравнения . ${\displaystyle E=h\nu =hc/\lambda }$

При обсуждении производства и потребления энергии часто используются единицы баррель нефтяного эквивалента и тонна нефтяного эквивалента .

Британские имперские/обычные единицы измерения США

Британские имперские единицы и общепринятые в США единицы энергии и работы включают фут-фунт силы (1,3558 Дж), британскую тепловую единицу (БТЕ), которая имеет различные значения в районе 1055 Дж, лошадиную силу -час (2,6845 МДж). и бензино-галлонный эквивалент (около 120 МДж).

Электричество

Единицей электрической энергии, особенно для оплаты коммунальных услуг, является киловатт-час (кВтч); ^[3] один киловатт-час эквивалентен3,6 мегаджоуля . Потребление электроэнергии часто выражается в киловатт-часах в год или за другой период времени. ^[4] На самом деле это измерение среднего энергопотребления , то есть средней скорости передачи энергии. Один киловатт-час в год составляет около 0,11 Вт.

Натуральный газ

Природный газ часто продается в единицах энергосодержания или по объему. Обычными единицами продажи по содержанию энергии являются джоули или термы . Один терм равен примерно 1055 мегаджоулям. Обычными единицами продажи по объему являются кубический метр или кубический фут. Природный газ в США продается в термах или по 100 кубических футов (100 футов ³ = 1 куб. куб. футов). В Австралии природный газ продается в кубических метрах. В одном кубическом метре содержится около 38 мегаджоулей. В большинстве стран мира природный газ продается в гигаджоулях.

Пищевая промышленность

Калория определяется как количество тепловой энергии, необходимое для повышения температуры одного грамма воды на 1  градус Цельсия с температуры14,5 °С , при давлении1  атм . Для термохимии калорияИспользуется 4,184 Дж , но также определены и другие калории, такие как калория Международной паровой таблицы.4.1868 Дж . Во многих регионах энергетическая ценность продуктов измеряется в больших калориях или килокалориях, равных1000 калорий , иногда пишутся с заглавной буквы « Калории» . В Европейском Союзе маркировка энергии пищевых продуктов в джоулях является обязательной, часто с указанием калорий в качестве дополнительной информации.

Атомная физика и химия

В физике и химии принято измерять энергию в атомном масштабе в несистемных, но удобных единицах — электронвольтах (эВ). 1 эВ эквивалентно кинетической энергии, которую приобретает электрон при прохождении разности потенциалов в 1 вольт в вакууме. Обычно к электронвольтам используются префиксы величин СИ (например, милли-, мега- и т. д.). Из-за релятивистской эквивалентности массы и энергии эВ также иногда используется в качестве единицы массы. Хартри ( атомная единица энергии) обычно используется в области вычислительной химии, поскольку такие единицы возникают непосредственно из алгоритмов вычислений без необходимости преобразования . Исторически использовались агрегаты Ридберга .

Спектроскопия

В спектроскопии и смежных областях принято измерять уровни энергии в обратных сантиметрах . Эти единицы (см ^-1 ), строго говоря, являются не энергетическими единицами, а единицами, пропорциональными энергиям и являющимися константой пропорциональности. ^[5] ${\displaystyle \ hc\sim 2\cdot 10^{-23}\ \mathrm {J} \ \mathrm {cm} }$

Взрывы

Грамм тротила при взрыве выделяет от 4100 до 4600 джоулей (от 980 до 1100 калорий ). Чтобы определить тонну тротила , она была стандартизирована до 1 килокалории (4184 джоулей), что дало значение 4,184 гигаджоуля (1 миллиард калорий) для тонны тротила. ^[6]

Смотрите также

• Энергетический портал

• Потребление энергии
• Преобразование единиц температуры
• Преобразование единиц энергии, работы или количества тепла
• Килокайзер
• Список необычных единиц измерения
• Индикатор максимального спроса
• Порядки величины (энергия)
• эрг
• Враг (юнит)

Рекомендации

1. «Определение ДЖОУЛЯ». www.merriam-webster.com . 15 февраля 2024 г. Проверено 28 марта 2024 г.
2. Международное бюро мер и весов (20 мая 2019 г.). Международная система единиц (СИ) (PDF) (9-е изд.). Париж: МБМВ. ISBN 978-92-822-2272-0. Проверено 3 декабря 2021 г.
3. «Понимание и анализ ваших счетов за коммунальные услуги». расширение.psu.edu . Проверено 28 марта 2024 г.
4. «Измерение электроэнергии - Управление энергетической информации США (EIA)» . www.eia.gov . Проверено 28 марта 2024 г.
5. Джонсон, Р.Д., изд. (2002). «CCCBDB Что такое см-1?». База данных компьютерного химического сравнения и эталонных тестов . Национальный институт стандартов и технологий. дои : 10.18434/T47C7Z . Проверено 13 ноября 2013 г.
6. Томпсон, А.; Тейлор, Б.Н., ред. (2019). «Приложение B8 — Факторы для единиц, перечисленных в алфавитном порядке». Руководство NIST по использованию международной системы единиц (СИ) (9-е изд.). {{cite book}}: |work=игнорируется ( помощь )