| 기준 | 킬로줄 (kJ) | 마이크로줄 (µJ) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 4.184 kJ | 4.184 × 109 µJ |
| An AA alkaline battery | 10 kJ | 1 × 1010 µJ |
| Daily adult food intake | 8368 kJ | 8.368 × 1012 µJ |
| One unit on an electricity bill | 3600 kJ | 3.6 × 1012 µJ |
| A lightning strike | 1000000 kJ | 1 × 1015 µJ |
킬로줄은 1000 줄에 해당하는 에너지 단위입니다. 기호는 kJ 입니다. 북아메리카를 뺀 세계 대부분에서 영양 표시의 실무 단위이며, 화학 반응과 기계적 충돌과 적은 양의 저장 에너지에 자연스러운 눈금이기도 합니다.
많은 사람이 이를 만나는 곳은 식품 표시입니다. 유럽연합 규정은 에너지를 킬로줄로 적고 킬로칼로리를 나란히 쓰도록 요구하며, 오스트레일리아와 뉴질랜드는 킬로줄만 씁니다. 식빵 한 쪽은 약 300 킬로줄, 바나나 하나는 약 400, 하루 필요량은 약 8000 에서 1 만 500 입니다. 값은 킬로칼로리 환산값보다 4.184 배 크므로, 나란히 놓고 보면 두 눈금을 헷갈리는 일은 거의 없습니다.
화학은 이 단위를 통째로 받아들였습니다. 반응 엔탈피, 결합 해리 에너지, 격자 에너지, 활성화 장벽이 모두 몰당 킬로줄로 표에 실리고, 숫자는 다루기 좋은 범위에 떨어집니다. 보통의 홑 공유 결합을 끊는 데는 몰당 150 에서 500 킬로줄이 들고, 메탄의 연소는 890 을 내놓습니다.
기계적 충돌도 같은 눈금에 있습니다. 시속 50 킬로미터의 자동차는 1 톤당 약 150 킬로줄의 운동 에너지를 지니고, 소총탄은 몇 킬로줄, 권투 선수의 주먹은 약 1 킬로줄입니다. 보호 장비 규격은 헬멧이나 방호벽이 흡수해야 할 에너지를 킬로줄로 정하며, 그 덕분에 설계가 달라도 등급을 견줄 수 있습니다.
이 단위는 킬로와트시로 적기에는 작은 기기에 담긴 에너지도 나타냅니다. 사진기 섬광 장치의 축전기는 몇 킬로줄을 담고, 제세동기의 방전은 약 0.2, 압축 공기 공구의 한 동작은 몇 킬로줄을 씁니다. 생리학은 움직임의 에너지 비용에 쓰는데, 계단 한 층을 오르면 사람은 약 20 킬로줄을 씁니다.
공적인 쓰임에서 주된 경쟁자는 킬로칼로리이며, 미국과 거의 모든 곳의 일상 말투에 남아 있습니다. 둘이 함께 적히는 자리에서 환산 계수 없이 물리학의 나머지와 이어지는 쪽은 킬로줄입니다.
재료 시험은 이 단위를 나름의 방식으로 씁니다. 샤르피 시험은 홈을 낸 막대에 무게를 단 흔들이를 떨어뜨리고, 부러뜨리는 데 빨아들여진 에너지를 알립니다. 방 온도의 강철이면 보통 몇십 줄이지만, 온도가 내려가면 급히 줄어듭니다. 그 에너지를 온도에 견주어 그리면, 질긴 상태에서 무른 상태로 넘어가는 길목이 드러납니다. 쇠가 휘기를 그치고 깨지기 시작하는 지점입니다. 제이차 세계 대전의 찬 대서양에서 두 동강 난 리버티선의 조사가 바로 이 잼에 기댔고, 오늘의 강철 규격도 정해진 온도에서의 가장 적은 흡수 에너지를 여전히 적습니다.
1 킬로줄은 1000 줄, 약 239 칼로리, 약 0.278 와트시와 같습니다.
마이크로줄은 1 줄의 100 만분의 1, 곧 0.000001 줄에 해당하는 에너지 단위입니다. 기호는 µJ 입니다. 작은 생물의 눈금이고, 짧은 레이저 펄스의 눈금이며, 감지기가 깨어날 때 쓰는 전기의 눈금입니다. 도구 없이도 사람이 알아챌 수 있는 일을 아직 설명해 주는, 가장 작은 에너지 단위이기도 합니다.
여기가 곤충이 사는 자리입니다. 0.5 밀리그램짜리 벼룩이 20 센티미터를 뛰는 데 드는 것은 약 1 마이크로줄이고, 수평으로 나는 모기가 지니는 것은 그 4 분의 1 남짓입니다. 1 그램을 0.1 밀리미터 들어 올리는 일도 같습니다. 이런 양이 있어야 이 단위가 몸에 와닿습니다. 원리상 보이지 않는 것이 아니라, 초당 수백만 번 되풀이되지 않는 한 대수롭지 않을 만큼 작을 뿐입니다.
점화에 관한 안전은 이 범위에서 적히고, 그 수치가 장비를 어떻게 만들 수 있는지를 정합니다. 수소와 공기의 혼합기에 불을 붙이는 최소 에너지는 약 17 마이크로줄이며, 대다수 탄화수소 증기는 수백 마이크로줄입니다. 정유소와 곡물 창고와 광산에 쓰이는 본질 안전 기기는 어떤 고장에도 혼합기가 요구하는 양을 넘겨 내놓지 못한다는 것을 보여 인증받습니다. 위험 장소로 갈 회로를 볼트가 아니라 마이크로줄로 살피는 까닭이 여기 있습니다.
펄스 빛을 쓰는 기기는 거의 예외 없이 마이크로줄로 규격이 적힙니다. 차량용 라이다는 몇 마이크로줄짜리 펄스를 초당 수천 번 쏘고, 레이저 각인 장치는 수십에서 수백을 쓰며, 미세 가공용 펨토초 증폭기는 이 범위의 위쪽 끝에 놓입니다. 빔이 무엇을 자르고 무엇을 찍고 어디까지 안전하게 비출 수 있는지를 정하는 것은 펄스 하나의 에너지이며, 평균 출력만으로는 그 물음에 답할 수 없습니다.
저전력 전자회로도 같은 말로 예산을 짭니다. 무선 인식용 수동 꼬리표는 판독기의 전자기장에서 몇 마이크로줄을 거두어 그 안에서 주고받기를 모두 끝내야 합니다. 근거리 무선 알림 한 번은 수십 마이크로줄, 수정 시계의 기계 장치는 초당 약 1 마이크로줄, 깨어나 재고 다시 잠드는 온도 감지기는 10 마이크로줄 아래로도 마칩니다. 그런 기기의 전지 수명은 마이크로줄로 하는 산수입니다.
그 위로는 밀리줄이 이어받고 효과는 기계적이 됩니다. 손에 느껴지는 불꽃, 귀에 들리는 소리, 떨어지는 작은 물건입니다. 그 아래로는 나노줄이 이어받고 효과는 광학적이고 전자적인 것이 됩니다. 마이크로줄은 그 사이의 좁은 띠를 차지하며, 달리 아무것도 나누지 않는 여러 분야가 같은 접두어에서 만나는 까닭이 그것입니다.
1 마이크로줄은 0.000001 줄, 약 6.24 × 10¹² 전자볼트, 약 2.78 × 10⁻¹⁰ 와트시와 같습니다.