joule是什麼意思，joule的意思翻譯、用法、同義詞、例句

joule英标

英:/'dʒuːl/ 美:/'dʒuːl/

詞性

複數:joules

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專業解析

焦耳（Joule，符號：J）是國際單位制中能量、功和熱量的基本單位，以英國物理學家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（James Prescott Joule）命名。其核心定義為：1焦耳等于1牛頓的力作用于物體，使其沿力的方向移動1米所做的功（$W = F cdot d$），或等價于1瓦特功率在1秒内消耗的能量（$E = P cdot t$）。

物理意義與應用領域

1. 力學領域

   焦耳常用于描述機械能轉換，例如物體因重力勢能變化産生的能量（$E = m cdot g cdot h$）。根據國際标準化組織（ISO）的定義，1焦耳相當于将1千克物體提升0.102米所需的能量。

2. 電學領域

   焦耳在電路中表示電能，公式為$W = V cdot I cdot t$（電壓×電流×時間）。例如，1節5號電池釋放約9000焦耳電能。

3. 熱力學領域

   熱量計算中，焦耳與卡路裡（cal）的換算關系為$1 , text{cal} = 4.184 , text{J}$。焦耳定律（$Q = I cdot R cdot t$）描述了電流通過導體産生的熱能。

曆史背景

1843年，焦耳通過實驗首次量化了熱能與機械能的等效性，奠定了熱力學第一定律的基礎。1948年國際計量大會正式将焦耳納入國際單位制。

網絡擴展資料

“Joule”（焦耳）是國際單位制（SI）中能量、功和熱量的基本單位，符號為J。以下是詳細解釋：

1. 定義與物理意義

• 基本定義：1 焦耳等于1 牛頓的力作用于物體，使其沿力的方向移動1 米所做的功。
  公式表示為：
  $$ 1 text{J} = 1 text{N} cdot text{m} = 1 text{kg} cdot text{m}/text{s} $$
• 電學中的定義：1 焦耳也等于1 安培電流通過1 歐姆電阻時，在1 秒内消耗的能量。
  公式為：
  $$ 1 text{J} = 1 text{W} cdot text{s} = 1 text{V} cdot text{A} cdot text{s} $$

2. 命名來源

• 以英國物理學家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（James Prescott Joule, 1818–1889）命名，他為熱力學和能量守恒定律的研究作出了重要貢獻，尤其是發現了電能與熱能轉化的定量關系（焦耳定律）。

3. 常見應用場景

• 日常生活：描述人體運動消耗的能量（如爬樓梯約需 10,000 J）、食物能量（1 千卡 ≈ 4184 J）。
• 物理學：計算機械功、動能、勢能等。
• 工程與化學：衡量熱量傳遞（如燃燒燃料釋放的能量）。
• 電學：計算電能消耗（例如 100 瓦燈泡工作 10 秒消耗 1000 J）。

4. 與其他單位的換算

• 卡路裡（cal）：1 cal ≈ 4.184 J（常用于食品能量）。
• 千瓦時（kWh）：1 kWh = 3.6 × 10⁶ J（電力計費常用單位）。
• 電子伏特（eV）：1 eV ≈ 1.602 × 10⁻¹⁹ J（微觀粒子能量單位）。

5. 發音與符號

• 發音：英式發音為 /dʒuːl/，類似“jewel”（珠寶）。
• 符號規範：單位符號J 必須大寫，以區别于變量符號（如電流密度 j）。

焦耳是連接力學、熱學、電學等多個領域的核心單位，量化了能量的轉換與守恒，是科學和工程中不可或缺的基礎概念。

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