Enerji ya da İş Ölçü Birimi Joule Nedir, Formülü Ne?

Mühendislik, fizik ya da benzer alanlarda meydana getirilen bir iş için kullanılan enerji miktarı son aşama önemlidir. Bu mühim miktar ölçüldükten sonrasında joule kıymeti ile gösterilir. Şu demek oluyor ki joule, iş ve enerji miktarını gösteren bir tür ölçü birimidir. Internasyonal birimler sisteminde kullanılırken pek oldukca değişik karşılığı olduğundan meydana getirilen işlemlerde ne olursa olsun joule formülü bilinmeli ve bu şekilde kullanılarak dönüştürülmelidir.

Adını onu kabul eden bilim insanından alan joule, aslen tek karşılığı olan bir ölçü birimi değildir. Süre içinde 1 joule neye eşit sorusuna pek oldukca değişik cevap verilerek hesaplamalar en kolay hale getirilmeye çalışılmıştır. İlk kez karşılaşanlar için birazcık kafa karıştırıcı olabilir fakat bilhassa formülü anlaşıldığı süre bu kargaşalık ortadan kalkar. Gelin joule nedir, ne işe yarar şeklinde dört gözle beklenen soruları gelin tüm detaylarıyla inceleyelim.

Ilk olarak, joule nedir?

Joule, 1818 – 1889 yılları aralığında yaşamış İngiliz fizikçi James Prescott Joule tarafınca bulunmuş ve adını bu bilim insanından almıştır. Joule enerji, iş, ısı miktarlarını ölçmek için kullanılan bir tür ölçü birimidir. Metrik sisteme dayalı internasyonal birim sisteminde pek oldukca karşılığı olduğu şeklinde bir formülü ve ergonomik örnekleri mevcuttur. 

Günlük pratikler üstünden bakalım; Joule ne işe yarar, nerelerde kullanılır?

• Ortalama 100 gramlık bir elmanın bir metre havaya kaldırılması için lüzumlu enerji miktarı
• Kaldırılan bu elmanın düşmüş olduğu süre ortaya çıkardığı enerji
• 0.24 kelvinlik 1 gram suyun ısınması için lüzumlu enerji miktarı
• Bir kişinin her 17 milisaniyede ortaya çıkardığı ısı miktarı
• 0,2 m / s ya da 0.72 km / h hızda hareket eden bir insanoğlunun kinetik enerjisi
• 56 gramlık bir tenis topunun 6 m / s hızıyla hareket ettiğinde ortaya çıkardığı kinetik enerji
• √ 2 ≈ 1.4 m / s hızındaki 1 kilogramlık cismin ortaya çıkardığı kinetik enerji

Joule bir metrede, bir newtonluk kuvvet uygulanması sonucu oluşan enerjiye ve iki değişik ucu içinde ortalama bir voltluk gerilim farkı ile çalışan bir dönem elemanının üstünden geçmekte olan bir amperlik akım gücü tarafınca tüketilen enerjiye eşittir. 

Günlük dünyadaki en net örneğini joule kanununda görüyoruz:

Hepimizin bilmiş olduğu şeklinde günümüzde elektrik enerjisi ısı enerjisine dönüşüyor. Elektrik enerjisiyle çalışan ısıtıcıları, elektrikli ocakları, fırınları ve daha pek oldukca günlük eşyayı buna örnek olarak göstermek mümkün. Bunların içinden geçen elektrik akımı enerjiye ve dolayısıyla ısıya dönüşür. İşte bu durum joule kanunu olarak adlandırılır ve W = I2 x R x t ve W = P x t şeklinde internasyonal birim sistemi ölçüleriyle gösterilen bir formülü vardır. 

Internasyonal birimler sisteminde dönüşüm için kullanılan joule formülü:

• J = kilo x m2 / s2 = N x m = Pa x m3 = W x s = C x V

Bu formülde J joule, kilo kilogramı, m metreyi, s saniyeyi, N Newton kuvvetini, C coulombu, W wattı, Pa pascalı, V voltu ifade etmektedir. Internasyonal birimler sisteminde kullanılan ölçü birimlerini joule değerine çevirmek ya da joule kıymetini bu birimlerinden bir tanesine çevirmek için bu formülü uygulayabilirsiniz. Yazın bir yere, ne olursa olsun lazım olur.

Bu formülün özünde şu gerçekler yatmaktadır; bir coulombluk elektrik yükünü elektrik potansiyel farkı kanalıyla taşımak için lüzumlu enerji tek tek joule olduğundan voltu tanımlar. Bir joule bununla birlikte bir saniyede bir watt güç üretmek için lüzumlu enerji miktarı olduğundan watt kıymetini tanımlar. Şu demek oluyor ki formüldeki tüm ölçüm birimleri aslen joule çevresinde birleşmektedir. 

Joule hesaplamalarını kolaylaştıracak katları ve anlamları:

• Bir milyarda bir joule nanojoule, nJ olarak gösterilir.
• Bir milyonda bir joule microjoule, μJ olarak gösterilir. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda her parçacığın 1 microjoule üretmesi beklenir. 
• Binde bir joule milijoule, mJ olarak gösterilir.
• Bin joule kilojoule, kJ olarak gösterilir. Besin standart gıda kıymeti cinsidir. 
• Bir milyon joule megajoule, MJ olarak gösterilir. Saatte 160 km hızla hareket eden bir tonluk aracın kinetik enerjisi. 
• Bir milyar joule gigajoule, GJ olarak gösterilir.
• Bir trilyon joule terajoule, TJ olarak gösterilir. Hiroşima’da patlayan atom bombası 63 TJ enerji açığa çıkarmıştır. 
• Bir katrilyon joule petajoule, PJ olarak gösterilir. İnsan yapımı en büyük atom bombası Tsar, 210 PJ enerji açığa çıkarmıştır. 
• Bir kentilyon joule exajoule, EJ olarak gösterilir. Japonya’da 2011 senesinde meydana gelen Tohoku depremi 1.41 EJ enerjiye sahipti.
• Bir seksilyon joule zettajoule, ZJ olarak gösterilir.
• Bir septillion joule yottajoule, YJ olarak gösterilir. Yeryüzündeki tüm suyu 1 aşama ısıtmak için 1 YJ enerji gerekir. 

Dönüşümler esnasında 1 joule neye eşit? 

• 1 J = 1 × 107 erg 
• 1 J = 6.24150974 × 1018 eV 
• 1 J = 0,2390 cal 
• 1 J = 2,3901 × 10-4 kcal 
• 1 J = 9,4782 × 10-4 BTU 
• 1 J = 0,7376 ft • lb 
• 1 J = 23.7 ft • pdl
• 1 J = 2,7778 × 10-7 kilovat-saat
• 1 J = 2,7778 × 10-4 watt-saat
• 1 J = 9,8692 × 10-3 litre-atmosfer
• 1 J = 11,1265 femtogram
• 1 J = 1 × 10-44 foe
• 4,184 J = 1 termokimyasal kalori
• 4,1868 J = 1 Internasyonal Masa kalori
• 3600 J = 1 watt saat
• 3.6 × 106 J = 1 kilovat saat
• 1 J = 1 watt saniye
• 4,184 GJ = 1 ton TNT

Fizik ve mühendislikte iş ve enerji miktarını göstermek için kullanılan ölçü birimi joule nedir, ne işe yarar, formülü nedir, 1 joule neye eşit şeklinde dört gözle beklenen soruları yanıtlayarak mevzu hakkında bilmenizde fayda olacak detaylardan bahsettik. Normal olarak joule oldukca daha karmaşık bir ölçü birimi sadece yalnızca düşünce oluşturması için genel bilgiler vermeyi hedefledik.