Joule Nedir?

 

Joule, iş veya enerji birimine Jul denir. Adını İngiliz fizikçi James Prescott Joule’dan almıştır.  Bir Newton’luk bir kuvvetin bir cismi kuvvet doğrultusunda bir metre hareket ettirmesi ile yapılan işe eşittir. Joule birimi, uygulamalarda (J) diye gösterilir. (kJ) kilojoule 1000 joule eşittir.

  • 1 joule, 0,24 cal veya 10.000.000 erg’e eşittir.
  • 1 Joule = 1/4,18 cal = 0,24 cal = 10 7 erg’dir.
  • 1 Joule = 1 Newton . 1 Metre = 1 N · 1 m
  • 1 Joule = 1 Watt  · 1 Saniye = 1 W · 1 s
  • 1 Joule = 1 Colomb  · 1 Volt = 1 C · 1 V
  • 1 Joule = 100.000 Dyn · 100 cm = 10.000.000 Erg
  • J = kg . m² /s²

Joule elektrikte iş birimi olarak düşünülürse 1amperlik   akım şiddetinin 1ohm’luk bir dirençten geçmesiyle 1 saniyede yapılan iş olarak tanımlanabilir.

Joule Kanunu Nedir?

Günlük yaşantımızda elektrik enerjisi, ısı enerjisine dönüşür. Örneğin elektrik sobası elektrik ocağı, elektrikli fırın vs bu cihazların hepsi elektrik enerjisini ısı enerjisine dönüştürür. Bu ısıtıcıların içerisinden bir akım geçer. Bundan dolayı ısıtıcılar ısı yayarlar.

İçerisinden akım geçen katı sıvı ve gaz cisimler ısınırlar. Bu durumda elektrik enerjisi direk olarak ısı enerjisine dönüşür. Bu olaylarda meydana gelen ısı ve elektrik enerjisi arasındaki  olayları ve değerleri İngiliz bilgin JOULE kanunlaştırmıştır.

Elektrik enerjisi ısı enerjisine dönüşürken bazı olaylar meydana gelir. İçinden akım geçen bir ilteken ısınır. Oluşan ısı akımın karesi, iletkenin direnci ve akımın geçis süresi ile doğru orantılıdır.

Joule Kanunu, Isıtıcının Yaydığı Isı Enerjisi

W = I² . R . t  ya da W = P . t olarak yazılır.

Formüllerde:

  • W : Isı şekline dönüşen elektrik enerjisi (joule olarak).
  • I : Isıtıcıdan geçen akım (amper olarak).
  • R : Isıtıcının direnci (ohm olarak).
  • t : Akımın geçiş süresi (saniye olarak).
  • P : Güç (Watt).

Sıcaklık ve ısı karıştırmamalı. Bağlılıkları vardır ama birbirinden farklıdır.

Isı: Bir enerji şeklidir. Isı kendi başına iş yapabilir. Akaryakıtın, kömürün vs gibi şeylerin yanmasıyla yada üstünden akım geçmesi ile iletken ısı enerjisi oluşturur.

Isı,  kalorimetre ile ölçülür. Isının birimi ise kaloridir kısaca (cal) diye yazılır.

Atmosfer basıncında 1 gram suyun sıcaklığını 1 °C artırmak için enerji miktarına kalori denir. Kilokalori 1000 kaloriye eşittir. Bunlara kilogramkalori yada büyük kaloride denilmektedir. Kalori joule ile ifade edilmektedir. Kalori enerji birimi olarak maddenin ısı miktarını saptamak amacıyla kullanılır

Sıcaklık: Herhangi bir yerin veya cismin taşıdığı ısı miktarının bir ölçüsüdür.

Sıcaklık, ölçen alet termometredir. Sıcaklığın birimi santigrat derecedir (O °C) diye yazılır.

Örnek olarak, odamızı ısı enerjisi ısıtır. Oda ısınır. Odanın sıcaklığını (O °C) şeklinde söyleyebiliriz.

Yapılan deneylerle 1 joule’ lük iş yapılınca 0,24 cal ısı elde edildiği bilinmektedir.

Jül cinsindeki değeri kaloriye çevrirken elektrikli ısıtıcılardan elde edilen değer 0,24 ile çarpılır.

Q = 0,24 . W

W’nin değerini yazdığımızda

Q = 0,24 . I² . R . t            yada    Q = 0,24 . P . t yazılır

Örneğin 75 Ω

Direnci 75 Ω olan bir elektrik ocağından geçen akım 6 amper olsun. Bu ocağın 30 dak. yaydığı ısı kaç k.cal’dir?

Çözüm:

I = 6 amper R = 75 ohm

T = 30 dak. = 30 . 60 = 1800 saniye

Q = 0,24 . I² . R . t

Q = 0,24 . 6² . 75 . 1800

Q = 1166400 cal

1 k.cal =1000 cal olduğu için bulunan değer 1000’e bölündüğü zaman

Q = 1166400 / 1000 = 1166,4 k.cal

Enerji Birimi Joule’nin Diğer Birimlere Joule Watt Dönüşümü.

1 joule kaç watt; Elektrikte 1 joule, 1 watt-saniye’ye eşittir.

1 watt kaç joule; 1 watt- saniye, 1 joule eşittir.

1 Joule = 1 Newton · 1 Metre = 1 N · 1 m

1 Joule = 1 Watt · 1 Saniye = 1 W · 1 s

1 Joule = 1 Coulomb · 1 Volt = 1 C · 1 V

1 Joule = 100.000 Dyn · 100 cm = 10.000.000 Erg.

Joule –Thomson Olayı; 

İdeal gazlarda ısı aktarımı yapmayan sıcaklık değişimi ile hacmin büyümesini ve küçülmesini sağlayan joule thomson olayı denir.

 

Paylaş

*