Περιεχόμενο
Το joule είναι η διεθνής τυποποιημένη μονάδα ενέργειας, όπως καθορίζεται από το Διεθνές Σύστημα Μονάδων, αλλά όπως μπορείτε να μετρήσετε την απόσταση σε εκατοστά, μέτρα ή χιλιόμετρα, υπάρχουν διαφορετικοί τρόποι μέτρησης της ενέργειας. Οι φυσικοί ορίζουν την «ενέργεια» ως την ικανότητα εκτέλεσης εργασιών. Όταν η εργασία αυτή εκτελείται σε πολύ μικρή κλίμακα, όπως και στην ατομική φυσική, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν το ηλεκτρόνιο για να το μετρήσουν.
Μορφές ενέργειας
Ο ορισμός της «ενέργειας» ως ικανότητας εκτέλεσης εργασίας φαίνεται απλός, αλλά καθίσταται πιο περίπλοκος από το γεγονός ότι αυτή η ικανότητα υπάρχει με διάφορους τρόπους. Η κινητική ενέργεια είναι η ενέργεια της κίνησης, ενώ η δυνητική ενέργεια υποδεικνύει την αποθηκευμένη ενέργεια, σαν ένα βράχο πάνω από ένα βράχο - όταν πέσει, η δυναμική της ενέργεια θα μετατραπεί σε κινητική ενέργεια.
Joules
Το ζεύγος - μια μονάδα ενέργειας προς τιμήν του βρετανού φυσικού James του 19ου αιώνα James Prescott Joule - συντομεύεται με το κεφαλαίο γράμμα "J". Είναι η ποσότητα ενέργειας που χρησιμοποιείται για την ανύψωση ενός αντικειμένου από μια λίβρα (453,6 g), 22,9 cm πάνω από το σημείο εκκίνησης και απαιτεί περίπου 2 εκατομμύρια φορές το ποσό για να φτιάξετε ένα δοχείο καφέ, εξηγεί ο ιστότοπος Ενέργεια Quest. Τα ζεύγη επίσης μετρούν τη δυνητική ενέργεια, όπως αυτή που αποθηκεύεται σε μπαταρίες ή τρόφιμα.
Ηλεκτρικό βολτ
Ενώ τα ζεύγη εκφράζουν ενέργεια σε ανθρώπινη κλίμακα, το ηλεκτρόνιο μετρά την ενέργεια σε μια κλίμακα που συνήθως βλέπει μόνο οι επιστήμονες. Ένα ηλεκτρόνιο βολτ, ή eV, ισούται με 1,602 φορές 10 ^ -19 joules, ή η ενέργεια ένα ηλεκτρόνιο αποκτά όταν μετακινείται από μία διαφορά δυναμικού ενός volt. Με τη μέτρηση ακριβώς αυτών των μικρών ποσοτήτων ενέργειας, το ηλεκτρόνιο είναι η μονάδα επιλογής για την πυρηνική και ατομική φυσική.
Ηλεκτρον-βολτ και μάζα
Η Ειδική Θεωρία της Σχετικότητας του Αλβέρτου Αϊνστάιν περιγράφει περίφημα τη σχέση ενέργειας και μάζας με τον τύπο E = mc 2, ο οποίος υπαγορεύει ότι η ενέργεια ισούται με τη μάζα πολλαπλασιασμένη με την ταχύτητα του τετραγώνου φωτός, πράγμα που σημαίνει ότι η μάζα μπορεί να μετατραπεί σε ενέργεια αντιστρόφως. Καθώς η ενέργεια και η μάζα είναι ισοδύναμες, οι φυσικοί χρησιμοποιούν το ηλεκτρόνιο, μια μονάδα ενέργειας, για να μετρήσουν τη μάζα των ατομικών σωματιδίων, αντί να χρησιμοποιούν παραδοσιακές μονάδες μάζας, όπως το κιλό.