줄

줄을 당기다
줄을 당기다
단위계	SI
단위	에너지
기호.	J
이름을 따서 지음	제임스 프레스콧 줄
전환
1 Jin...	... ...와 같음
SI기준단위	kg ⋅m ⋅
CGS 단위	1x107 얼
와트초	1 W ⋅
킬로와트시	≈2.78x10kW ⋅h
킬로칼로리( therm화학)	2.390x10kcal−4th
BTUs	9.48x10−4 BTU
전자볼트	≈6.24*10eV

줄( / ˈd ʒu ːl/, JOOL 또는 / ˈd ʒa ʊl/ JOWL; 기호: J)은 국제 단위계(SI)의 에너지 단위입니다.1 뉴톤의 힘이 작용하는 방향으로 1 미터 거리를 통해 질량을 이동시킬 때의 작업량과 같습니다.또한 1암페어의 전류가 1초 동안 1옴의 저항을 통과할 때 열로 소멸되는 에너지이기도 합니다.이 이름은 영국 물리학자 제임스 프레스콧 줄 (1818–1889)의 이름을 따 지어졌습니다.^[2]^[3]^[4]

정의.

SI 기초 단위와 특수한 이름을 가진 SI 유도 단위의 관점에서 줄은 다음과 같이 정의됩니다.

{\begin{alignat}{3}\mathrm {J} \;&=~\mathrm {kg{\cdot}m^{2} \\cdot}s^{-2} \\[0.7ex]&=~\mathrm {N{\cdot}m} \\[0.7ex]&=~\mathrm {Pa{\cdot}m^{3} \\[0.7ex]&=~\mathrm {W{\cdot}s} \\[0.7ex]&=~\mathrm {C{\cdot}V} \[0.7ex]\end{alignat}

기호.	의미.
J	줄을 당기다
kg	킬로그램의
m	미터의
s	둘째
N	뉴턴 경이다.
파	파스칼
W	와트
C	쿨롱의
V	볼트를

한 줄은 다음 중 하나로도 정의할 수 있습니다.

1 쿨롱의 전하를 1볼트 또는 1 쿨롱볼트(C ⋅V)의 전위차를 통해 이동시키는 데 필요한 작업.이 관계는 전압을 정의하는 데 사용할 수 있습니다.
1초 또는 1와트 초(W ⋅s) 동안 1와트의 전력을 생산하는 데 필요한 작업입니다(킬로와트시와 비교하면 3.6메가줄입니다).이 관계는 와트를 정의하는 데 사용할 수 있습니다.

줄의 이름은 제임스 프레스콧 줄의 이름을 따서 지어졌습니다.어떤 사람의 이름을 딴 모든 SI 단위와 마찬가지로, 그것의 기호는 대문자 (J)로 시작하지만, 완전히 쓰여질 때는 일반 명사의 대문자화에 대한 규칙을 따릅니다. 즉, "줄"은 문장의 시작과 제목에서 대문자가 되지만, 그렇지 않으면 소문자가 됩니다.

역사

cgs 시스템은 1881년 제1회 국제 전기 대회에서 공식적으로 선언되었습니다.erg는 1882년 에너지의 단위로 채택되었습니다.빌헬름 지멘스는 1882년 8월 23일 영국 과학 진흥 협회 회장 취임 연설에서 줄을 열 단위로 제안했는데, 줄은 전자기 단위인 암페어와 옴에서 파생된⁷ 것으로 10 erg에 해당하는 cgs 단위입니다.제임스 프레스콧 줄 (1818–1889)을 기리기 위해 이 부대의 이름을 지었는데, 당시 은퇴했지만 여전히 살아있는 (63세) 제임스 프레스콧 줄 (1818–1889)의 이름은 지멘스 덕분입니다.

"열의 역학 이론을 발전시키기 위해 많은 일을 한 사람의 이름을 따서 그러한 열 단위는 수용 가능하다고 판단되면 줄이라고 불릴 수 있을 것입니다."^[5]

1889년 8월 31일 제2차 국제 전기 대회에서 줄은 와트와 사분면(후에 헨리로 개명)과 함께 공식적으로 채택되었습니다.^[6]줄은 같은 해 1889년 10월 11일에 사망했습니다.제4차 회의(1893)에서 "국제 암페어"와 "국제 옴"이 정의되었으며, 측정 사양은 약간 변경되었으며, "국제 줄"은 이로부터 파생된 단위입니다.^[7]

1935년 국제전기기술위원회(International Electrictechnical Commission, International Electrical Congress의 후속 기관)는 "Giorgi system"을 채택했는데, 이 시스템은 자기 상수에 대한 정의된 값을 가정함으로써 줄의 재정의를 암시하기도 했습니다.조르지 시스템은 1946년 국제도량형위원회에 의해 승인되었습니다.줄은 이제 더 이상 전자기 단위를 기반으로 정의되지 않고 대신 1미터 거리에서 한 단위의 힘에 의해 수행되는 작업 단위로 정의되었습니다.줄은 전자기적 맥락과 기계적 맥락 모두에서 사용될 에너지 단위로 명시적으로 의도되었습니다.^[8]1948년 제9차 도량형 총회에서 정의를 비준하면서 줄 또한 열량 측정의 맥락에서 열 단위로 선호되어야 한다는 명세가 추가되어 공식적으로 칼로리의 사용이 감소되었습니다.^[9]이 정의는 1960년 현대 국제 단위 체계에서 채택된 줄의 직접적인 전조였습니다.

줄의 정의는 J = kg ⋅m ⋅로 1946년 이후 변하지 않았지만 유도 단위로서의 줄은 두 번째(1960년과 1967년), 미터(1983년), 킬로그램(2019년)의 정의에서 변화를 이어받았습니다.

실용적인 예

한 줄은 다음을 나타냅니다.

1 W 장치를 1초 동안 구동하는 데 필요한 전력량입니다.
1 m/s의² 거리에서 1 kg의 질량을 가속하는 데 필요한 에너지.
1 m/s로 이동하는 2 kg 질량 또는 1.41 m/s로 이동하는 1 kg 질량의 운동 에너지.
사과의 질량이 101.97 g이라고 가정할 때, 사과를 1 m 위로 들어올리는 데 필요한 에너지.
0.239g의 물의 온도를 0°C에서 1°C로 높이는 데 필요한 열.^[10]
1/60초(17ms)마다 정지한 사람이 열로 방출하는 일반적인 에너지입니다.^{[note 1]}
50 kg 사람이 매우 느리게 움직이는 운동 에너지(0.2 m/s 또는 0.72 km/h).
6m/s(22km/h)로 움직이는 56g 테니스공의 운동에너지.^[11]
보통 크기의 설탕 결정(0.102 mg/crystal)의 절반을 약간 넘는 음식 에너지(kcal).

배수

젭토줄: 160 zeptojoule은 약 1 전자볼트입니다.
약 2.75 zJ로 상온에서 약간의 데이터를 계산할 때 필요한 최소 에너지는 란다우어 한계에 의해 제공됩니다.
나노줄: 160 나노 줄은 날고 있는 모기의 운동 에너지에 관한 것입니다.^[12]
마이크로줄: LHC(Large Hadron Collider)는 입자당 미세 줄 차수(7 TeV)의 충돌을 발생시킵니다.
킬로줄: 대부분의 국가에서 영양 식품 라벨은 에너지를 킬로 줄(kJ)로 표현합니다.^[13]
지구의 1제곱미터는 대낮에 매초 1.4킬로 줄의 태양 복사를 받습니다.^[14]스프린트를 하는 사람은 약 3 kJ의 운동 에너지를 가지고 ^[15]있는 반면 122 km/h(76 mph) 스프린트를 하는 치타는 약 20 kJ의 운동 에너지를 가지고 있습니다.^[16]1와트시의 전기는 3.6 킬로 줄입니다.
메가줄: 메가줄은 대략 161km/h(100mph)의 속도로 움직이는 1메가그램(톤) 차량의 운동 에너지입니다.
액체 물 10L를 0°C(32°F)에서 100°C(212°F)까지 일정한 압력으로 가열하는 데 필요한 에너지는 약 4.2 MJ입니다.
1킬로와트시의 전기는 3.6 메가 줄입니다.
기가줄: 6기가줄은 석유 1배럴(159L)을 연소하는 화학에너지에 관한 것입니다.^[17]2 GJ는 플랑크 에너지 유닛에 관한 것입니다.1 메가와트 시간의 전기는 3.6 기가줄입니다.
테라줄: 테라줄은 약 0.278 GWh(에너지 테이블에서 자주 사용됨)입니다.Little Boy는 약 63 TJ의 에너지를 방출했습니다.^[18]질량은 약 450 메가그램, 궤도 속도는 약 7700 m/s이며,^[19] 운동 에너지는 약 13 TJ입니다.2017년 허리케인 이르마는 112 TJ의 최대풍력을 가진 것으로 추정되었습니다.^[20]^[21]1기가와트시의 전기는 3.6테라줄입니다.
쁘따줄: 210 페타줄은 약 50 메가톤의 TNT인데, 이것은 차르 봄바가 방출한 에너지의 양으로, 인간이 만든 폭발 중 가장 큰 양입니다.1테라와트시의 전기는 3.6페타줄입니다.
엑사줄: 2011년 일본 도호쿠 지진과 쓰나미는 모멘트 규모 9.0 등급에 따라 1.41 EJ의 에너지를 가지고 있었습니다.미국의 연간 에너지 소비량은 약 94EJ에 달하며, 2021년 세계 최종 에너지 소비량은 439EJ였습니다.^[22]1페타와트시의 전기는 3.6엑사줄입니다.
제타줄: 제타 줄은 순수한 물과 유사한 성질을 가정할 때 발트해를 1°C까지 가열하는 데 필요한 에너지의 양보다 다소 많습니다.^[23]인간의 연간 세계 에너지 소비량은 약 0.5 ZJ입니다.지구 대기의 온도를 1°C 상승시키는 에너지는 약 2.2 ZJ입니다.
요타줄: 요타줄은 인도양을 1°C까지 데우는 데 필요한 에너지의 양보다 약간 적으며, 순수한 물의 성질과 유사하다고 가정합니다.^[23]태양의 열출력은 초당 약 400 YJ입니다.

전환

1 줄은 다음과 같습니다(별다른 언급이 없는 한 대략적으로).

10⁷ erg (exactly)
6.24150974x10eV¹⁸
0.2390cal (그램 칼로리)
2.390x10kcal⁻⁴ (식품열량)
9.4782x10 BTU⁻⁴
0.7376ft ⋅lb(풋파운드)
23.7 ft ⋅pdl (풋파운드)
2.7778x10kW ⋅h(킬로와트시)
2.7778*10W ⋅h(와트시)
9.8692x10latm (리터-atmosp 여기)
11.1265 x 10 g ⋅c (질량-에너지 당량 기준)

줄의 용어로 정확히 정의되는 단위는 다음과 같습니다.

열화학 열량 1 = 4.184 J
1 국제 테이블 열량 = 4.1868 J
1 W ⋅h = 3600J(또는 3.6kJ)
1 kW ⋅h = 3.6x10 J(또는 3.6 MJ)
1 W ⋅ = 1 J
1톤 TNT = 4.184 GJ
적 1명 = 10 J

뉴턴 미터와 토크

역학에서 힘의 개념(일부 방향)은 토크의 개념(일부 각도)에서 밀접한 유사체를 갖습니다.

선형	각진
힘.	토크
덩어리	관성모멘트
변위	각

이러한 유사성의 결과는 토크에 대한 SI 단위가 뉴턴 미터라는 것이며, 줄과 동일한 차원을 갖도록 대수적으로 계산되지만 상호 교환할 수는 없습니다.General Conference on Weights and Measurements에서는 에너지 단위에 줄(joule)이라는 이름을 붙였지만 토크 단위에 특별한 이름을 붙이지는 않았기 때문에 단순히 뉴턴 미터(N ⋅m)로 구성된 부분에서 파생된 합성 이름입니다.토크에는 뉴턴 미터를 사용하지만 에너지에는 줄을 사용하는 것이 오해와 오해를 방지하는 데 도움이 됩니다.^[26]

에너지가 스칼라 양(힘 벡터와 변위 벡터의 점곱)이라는 사실에서도 구별할 수 있습니다.반대로 토크는 힘 벡터와 거리 벡터의 교차곱인 벡터입니다.토크와 에너지는 다음 식에 의해 서로 연관됩니다.

E=\tau \theta \..

여기서 E는 에너지, τ는 토크의 벡터 크기, θ는 스윕 각도(라디안 단위)입니다.평면 각도는 무차원이므로 토크와 에너지가 동일한 차원을 갖습니다.

와트초

와트 초(watt-second)는 줄과 동등한 에너지의 파생 단위입니다.^[27]와트 초는 1초 동안 유지되는 와트의 전력에 해당하는 에너지입니다.와트초는 단위와 의미 모두에서 줄과 동일하지만, 사진 전자 플래시 장치의 등급과 같이 "줄" 대신 "와트초"라는 용어가 사용되는 일부 맥락이 있습니다.

메모들

^ 이것은 기초대사율이라고 불립니다.그것은 하루에 약 5,000 kJ (1,200 kcal)에 해당합니다.킬로 칼로리는 식이 칼로리라고도 알려져 있습니다.

참고문헌

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^ "열의 단위는 지금까지 화씨 1°나 섭씨 1°를 통해 어는 지점에서 1파운드의 물을 끌어올리는 데 필요한 열 또는 다시 섭씨 1°의 물을 올리는 데 필요한 열로 다양하게 측정되었습니다.완전히 자의적인 장치의 불편함은 전자기 시스템, 즉 옴의 저항을 통해 흐르는 암페어의 전류에 의해 1초 만에 발생하는 열에 기초한 장치의 도입을 정당화할 수 있을 만큼 충분히 명백합니다.절대적인 측정에서, 그것의 값은⁷ 10 C.G.S. 단위이고, 줄의 등가를 42,000,000으로 가정하면, 그것은 0.238 그램의 물 1°C, 또는 대략적으로,물 1파운드의 임의 단위의 1⁄1000분의 1은 화씨 1°, 물 1kg의 1⁄4000분의 1은 섭씨 1°를 올렸습니다.그러한 열 단위는, 만약 받아들일 수 있다고 발견된다면, 내 생각에, 열의 역학 이론을 발전시키기 위해 많은 일을 한 사람의 이름을 따서 줄이라고 불릴 수 있을 것입니다."칼 빌헬름 지멘스, 영국과학진흥회 제52차 회의 보고.S. 6 f.
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^ "What Is A Watt Second?".

외부 링크

위키사전에서 줄의 사전적 정의

[11] 이것은 기초대사율이라고 불립니다.그것은 하루에 약 5,000 kJ (1,200 kcal)에 해당합니다.킬로 칼로리는 식이 칼로리라고도 알려져 있습니다.

[1] International Bureau of Weights and Measures (2006), The International System of Units (SI) (PDF) (8th ed.), p. 120, ISBN 92-822-2213-6, archived (PDF) from the original on 2021-06-04, retrieved 2021-12-16

[2] 미국 유산 영어사전, 온라인판 (2009)야후가 주최하는 호튼 미플린 주식회사! 교육.

[3] 미국 유산 사전, 제2회 대학편 (1985)보스턴:Houghton Mifflin Co., 페이지 691.

[4] 맥그로-힐 물리학 사전, 제5판 (1997)맥그로힐, 주식회사, 224쪽

[5] "열의 단위는 지금까지 화씨 1°나 섭씨 1°를 통해 어는 지점에서 1파운드의 물을 끌어올리는 데 필요한 열 또는 다시 섭씨 1°의 물을 올리는 데 필요한 열로 다양하게 측정되었습니다.완전히 자의적인 장치의 불편함은 전자기 시스템, 즉 옴의 저항을 통해 흐르는 암페어의 전류에 의해 1초 만에 발생하는 열에 기초한 장치의 도입을 정당화할 수 있을 만큼 충분히 명백합니다.절대적인 측정에서, 그것의 값은⁷ 10 C.G.S. 단위이고, 줄의 등가를 42,000,000으로 가정하면, 그것은 0.238 그램의 물 1°C, 또는 대략적으로,물 1파운드의 임의 단위의 1⁄1000분의 1은 화씨 1°, 물 1kg의 1⁄4000분의 1은 섭씨 1°를 올렸습니다.그러한 열 단위는, 만약 받아들일 수 있다고 발견된다면, 내 생각에, 열의 역학 이론을 발전시키기 위해 많은 일을 한 사람의 이름을 따서 줄이라고 불릴 수 있을 것입니다."칼 빌헬름 지멘스, 영국과학진흥회 제52차 회의 보고.S. 6 f.

[6] 팻 노틴:현대 미터법의 연대기, metricationmatters.com , 2009

[7] Proceedings of the International Electrical Congress. New York: American Institute of Electrical Engineers. 1894.

[8] CIPM, 1946, 결의안 2, 전기장치의 정의 bipm.org

[9] 제9회 CGPM, 해상도 3: 물의 삼중점; 단일 고정점을 갖는 열역학적 척도; 열의 양(joule) 단위, bipm.org .

[10] "Units of Heat – BTU, Calorie and Joule". Engineering Toolbox. Retrieved 2021-06-14.

[12] Ristinen, Robert A.; Kraushaar, Jack J. (2006). Energy and the Environment (2nd ed.). Hoboken, NJ: John Wiley & Sons. ISBN 0-471-73989-8.

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[16] ${\tfrac {1}{2}}\cdot 70~{\text{kg}}\cdot \left(10~{\text{m/s}\right)^{2}=3500~{\text{J}$

[17] ${\tfrac {1}{2}}\cdot 35~{\text{kg}}\cdot \left(35~{\text{m/s}\right)^{2}=21,400~{\text{J}$

[18] "Energy Units – Energy Explained, Your Guide To Understanding Energy – Energy Information Administration". www.eia.gov.

[hironaga-19] Malik, John (September 1985). "Report LA-8819: The yields of the Hiroshima and Nagasaki nuclear explosions" (PDF). Los Alamos National Laboratory. Archived from the original (PDF) on 11 October 2009. Retrieved 18 March 2015.

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[21] Bonnie Berkowitz; Laris Karklis; Reuben Fischer-Baum; Chiqui Esteban (11 September 2017). "Analysis – How Big Is Hurricane Irma?". Washington Post. Retrieved 2 November 2017.

[22] 파이낸셜타임스, 2017년 9월 10일 접속 (구독 필요)

[23] World Energy Outlook 2022 (Report). International Energy Agency. 2022. p. 239. Retrieved 7 September 2023.

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[FAO-25] 에너지 단위로서 줄의 채택, FAO/WHO 에너지 및 단백질 전문가 특별 위원회, 1971.칼로리에서 영양의 줄로의 변화에 대한 보고서.

[26] Feynman, Richard (1963). "Physical Units". Feynman's Lectures on Physics. Retrieved 2014-03-07.

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[28] International Bureau of Weights and Measures (2006), The International System of Units (SI) (PDF) (8th ed.), pp. 39–40, 53, ISBN 92-822-2213-6, archived (PDF) from the original on 2021-06-04, retrieved 2021-12-16

[29] "What Is A Watt Second?".

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v t SI 단위
기본 단위	암페어의 캔들라 켈빈의 킬로그램의 미터의 점을 둘째
파생단위 특별한 이름으로	베크렐 쿨롱의 섭씨 1도 아득한 회색의 핸리다. 헤르츠 줄을 당기다 카탈의 내강 사치스러운 뉴턴 경이다. 옴 파스칼 라디안의 지멘스 시버트 스테라디안의 테슬라를 볼트를 와트 웨버
기타수용단위	천문단위 달튼 낮에 데시벨 호각도 전자볼트 헥타르 시간을 리터의 극히 작은 1분 1초의 호 네퍼 톤
참고 항목	단위전환 메트릭 접두사 2005-2019 정의 2019년 재정의 계측시스템
카테고리

v t 에너지
개요 역사 색인
근본적인 개념들	에너지 유닛 에너지 절약 에너제틱스 에너지 변환 에너지조건 에너지 전환 에너지 준위 에너지 시스템 덩어리 음의 질량 질량-에너지 등가성 힘 열역학 양자 열역학 열역학 법칙 열역학계 열역학 상태 열역학 퍼텐셜 열역학적 자유 에너지 비가역과정 축열조 열전달 열용량 볼륨(열역학) 열역학적 평형 열평형 열역학적 온도 고립계 엔트로피 자유 엔트로피 엔트로픽 힘 네겐트로피 일하다. 엑서지 엔탈피
종류들	키네틱 내부의 보온성 잠재적인 중력 엘라스틱 전위 에너지 메카니컬 원자간 퍼텐셜 양자 퍼텐셜 전기 마그네틱 이온화 래디언트 바인딩 핵결합에너지 중력 결합 에너지 양자 색역학 결합 에너지 어두운 5중 팬텀 아니요. 화학의 쉬다 음향에너지 표면 에너지 진공 에너지 영점 에너지 양자 퍼텐셜 양자 변동
에너지 운반선	방사능 엔탈피 역학파 음파 연료 화석 기름 수소 수소연료 열 잠열 일하다. 전기 건전지 콘덴서
일차 에너지	화석 연료 석탄 석유 천연가스 핵연료 천연 우라늄 복사에너지 태양의 바람 수력 해양에너지 지열 바이오에너지 중력 에너지
에너지 시스템 구성 요소들	에너지공학 정유공장 전력 화석연료발전소 열병합 발전 가스화 통합 복합 사이클 원자력 원자력 발전소 방사성동위원소 열전발전기 태양광발전 태양광 발전 시스템 집중태양광 태양열 에너지 태양광발전탑 태양로 풍력 풍력단지 공기중 풍력에너지 수력 수력발전 파도농장 조력 지열발전 바이오매스
사용 및 공급.	에너지소비량 에너지저장장치 세계 에너지 소비량 에너지 안보 에너지 절약 효율적인 에너지 사용 운송 농업 재생에너지 지속가능에너지 에너지정책 에너지 개발 전 세계 에너지 공급 남미 미국 멕시코 캐나다 유럽 아시아 아프리카 호주.
미스씨.	제본스 역설 탄소발자국
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