| 기준 | 줄 (J) | 기가줄 (GJ) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 4184 J | 0.000004184 GJ |
| An AA alkaline battery | 10000 J | 0.00001 GJ |
| Daily adult food intake | 8368000 J | 0.008368 GJ |
| One unit on an electricity bill | 3600000 J | 0.0036 GJ |
| A lightning strike | 1 × 109 J | 1 GJ |
줄은 국제단위계에서 에너지와 일과 열의 단위입니다. 기호는 J 입니다. 1 줄은 1 뉴턴의 힘이 그 작용점을 1 미터 옮길 때 하는 일이며, 동시에 1 와트의 일률이 1 초 동안 흐를 때 쓰이는 에너지이기도 합니다.
이 같음이야말로 이 단위가 있는 까닭입니다. 19 세기 이전에 열과 역학적 일은 서로 다른 것으로 여겨져 다른 단위로 재어졌습니다. 열은 칼로리, 일은 피트파운드였습니다. 제임스 프레스콧 줄은 일정한 양의 역학적 일이 늘 같은 양의 열을 낳는다는 것을 여러 해에 걸쳐 보였습니다. 가장 잘 알려진 것은 떨어지는 추로 돌린 날개바퀴로 물을 저어 온도가 오르는 것을 잰 실험입니다. 이 환율, 곧 열의 일당량을 정한 일이 역학과 열역학을 하나의 학문으로 묶었습니다.
기본 단위를 통해 정의되므로 줄은 모든 것을 잇습니다. 뉴턴미터이고, 와트초이며, 쿨롬볼트이고, 킬로그램 제곱미터 매 초 제곱이기도 합니다. 물리학의 어느 갈래가 말하고 있느냐에 따라 이 꼴들이 저마다 실제로 쓰입니다. 전기의, 역학의, 열의, 화학의 에너지가 모두 같은 단위로 세어지고, 그래서 체계 전체에 걸친 에너지 셈이 비로소 가능해집니다.
이 눈금은 쓸모 있는 뜻에서 사람의 크기에 맞습니다. 사과 하나를 1 미터 들어 올리는 데 약 1 줄이 듭니다. 심장이 한 번 뛰는 데 약 1 줄이 듭니다. 책상에서 교과서를 떨어뜨리면 약 10 줄이 풀려납니다. 그 아래에서는 줄이 다루기 성가셔져 접두어가 붙은 단위가 이어받고, 그 위에서는 킬로줄과 메가줄이 같은 구실을 합니다.
음식의 에너지는 본디 줄로 잽니다. 오스트레일리아와 뉴질랜드와 유럽연합의 표시는 칼로리와 나란히, 또는 그 대신에 킬로줄을 적습니다. 일반의 쓰임에서 칼로리가 살아남은 것은 주로 버릇 때문이며, 1 칼로리가 4.184 줄이라는 환산은 재어진 것이 아니라 정의로 정해진 것입니다.
영양, 탄도학, 전지의 용량, 레이저의 출력, 폭약의 위력, 그리고 지진이 풀어놓는 에너지가 모두 줄이나 그 배수 단위로 적힙니다. 전혀 다른 분야에서 온 양들을 곧바로 견줄 수 있게 되는 것입니다.
1 줄은 1 뉴턴미터, 1 와트초, 약 0.239 칼로리, 약 0.000278 와트시와 같습니다.
기가줄은 10 억 줄, 곧 1000 메가줄에 해당하는 에너지 단위입니다. 기호는 GJ 입니다. 더 작은 접두어가 붙은 줄들과 달리 이것은 실제로 거래에 쓰이는 단위입니다. 가스와 열은 기가줄로 사고팔리며, 한 가구의 한 해 사용량은 청구서 한 줄에 넉넉히 들어가는 기가줄의 수로 적힙니다.
많은 사람이 이를 만나는 곳은 난방입니다. 덴마크와 네덜란드의 지역난방은 기가줄로 계량되고 청구되며, 캐나다의 천연가스 청구서도 기가줄로 매겨집니다. 1 기가줄은 천연가스 약 26 세제곱미터, 또는 휘발유 29 리터의 열에 얼추 맞먹고, 추운 기후에서 단열이 잘된 집은 난방과 온수에 해마다 40 에서 100 기가줄을 씁니다.
이 단위는 재료를 만드는 데 드는 값도 잽니다. 구조용 강재 1 톤을 생산하는 데는 1 차 에너지로 약 20 에서 25 기가줄, 시멘트 1 톤에는 약 4 기가줄, 신괴 알루미늄 1 톤에는 200 기가줄 가까이가 듭니다. 알루미늄을 저장된 전기라 부르는 까닭이 이 수치에 있고, 건축의 내재 에너지 표가 더 작은 단위가 아니라 톤당 기가줄로 나오는 까닭도 같습니다.
파괴의 에너지에는 가정의 규모와 재난의 규모 사이에 놓인 자연스러운 눈금입니다. TNT 1 톤은 정의에 따라 4.184 기가줄을 내놓고, 벼락은 1 에서 5 기가줄 자릿수를 실어 보내지만 그 대부분은 맞은 물건이 아니라 공기를 데우고 찢는 데 쓰입니다. 무연탄 1 톤은 약 29 기가줄의 화학 에너지를 품고 있습니다.
같은 표에 사람도 놓입니다. 하루에 약 10 메가줄을 먹는 어른은 한 해에 약 3.7 기가줄의 음식 에너지를 들입니다. 작은 승용차가 한 달에 태우는 양에도 미치지 못합니다. 이 둘을 같은 단위로 나란히 놓아 보는 것은, 오늘날 에너지 소비의 얼마만큼이 몸 바깥에서 일어나는지를 보여 주는 가장 또렷한 방법 가운데 하나입니다.
기가줄 위로 국가 통계는 테라줄과 페타줄로 옮겨 가고, 아래로 기기와 차량은 메가줄과 킬로와트시로 이야기됩니다. 기가줄은 그 이음매에 앉아 있으며, 그래서 에너지 규제 기관과 공급 사업자가 여기서 만납니다. 건물에는 넉넉히 크고 청구서에는 넉넉히 작은 단위이기 때문입니다.
1 기가줄은 1 000 000 000 줄, 약 277.8 킬로와트시, 약 23 만 9000 킬로칼로리와 같습니다.