| Referentie | Joule (J) | Decijoule (dJ) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 4184 J | 41840 dJ |
| An AA alkaline battery | 10000 J | 100000 dJ |
| Daily adult food intake | 8368000 J | 83680000 dJ |
| One unit on an electricity bill | 3600000 J | 36000000 dJ |
| A lightning strike | 1 × 109 J | 1 × 1010 dJ |
De joule is de SI-eenheid van energie, arbeid en warmte. Het symbool is J. Eén joule is de arbeid die wordt verricht wanneer een kracht van één newton haar aangrijpingspunt één meter verplaatst, en evenzeer de energie die wordt afgegeven wanneer één watt vermogen gedurende één seconde stroomt.
Die gelijkwaardigheid is de reden dat de eenheid bestaat. Vóór de negentiende eeuw golden warmte en mechanische arbeid als verschillende dingen, gemeten in verschillende eenheden, warmte in calorieën en arbeid in voetponden. James Prescott Joule besteedde jaren aan het aantonen dat een vaste hoeveelheid mechanische arbeid altijd dezelfde hoeveelheid warmte oplevert, het bekendst door water te roeren met een schoepenrad aangedreven door vallende gewichten en de temperatuurstijging te meten. Het vastleggen van die wisselkoers, het mechanisch warmte-equivalent, voegde mechanica en thermodynamica samen tot één vak.
Omdat zij via de basiseenheden is gedefinieerd, verbindt de joule alles. Zij is een newtonmeter, een wattseconde, een coulombvolt en een kilogram meter kwadraat per seconde kwadraat, en elk van die vormen komt in gebruik voor naargelang welke tak van de natuurkunde spreekt. Elektrische, mechanische, thermische en chemische energie worden alle in dezelfde eenheid geteld, en dat is wat energieboekhouding over een heel systeem überhaupt mogelijk maakt.
De schaal is op nuttige wijze mensgroot. Een appel één meter optillen kost ongeveer één joule. Een hartslag verbruikt ruwweg één joule. Een studieboek van een bureau laten vallen maakt er zo'n tien vrij. Daaronder wordt de joule onhandig en nemen de eenheden met voorvoegsel het over; daarboven doen de kilojoule en de megajoule hetzelfde.
De energie van voedsel wordt eigenlijk in joule gemeten, en etiketten in Australië, Nieuw-Zeeland en de Europese Unie geven kilojoules naast of in plaats van calorieën. De calorie leeft in het algemeen gebruik vooral uit gewoonte voort, en de omrekening, één calorie gelijk aan 4,184 joule, ligt bij definitie vast en is niet gemeten.
Voeding, ballistiek, accucapaciteit, laservermogen, springkracht en de energie die een aardbeving vrijmaakt worden alle in joule of veelvouden daarvan opgegeven, wat het mogelijk maakt grootheden uit volstrekt verschillende gebieden rechtstreeks te vergelijken.
Eén joule is gelijk aan één newtonmeter, één wattseconde, ongeveer 0,239 calorieën of ongeveer 0,000278 wattuur.
De decijoule is een energie-eenheid gelijk aan een tiende joule, dus 0,1 joule. Het symbool is dJ. Zij wordt precies zo gevormd als de decimeter en de deciliter en hoort met recht bij het metriek stelsel, maar zij wordt veel minder vaak geschreven dan die twee, omdat de grootheid die zij benoemt gewoonlijk als decimale breuk van een joule wordt gegeven.
De schaal is gemakkelijk te voelen. Een appel van honderd gram die tien centimeter valt, komt aan met ongeveer één decijoule. Een muizenval met veer slaat er enkele op, een stevige vingerknip levert er ruwweg één, en een onderhands geworpen kiezel draagt er meerdere. Het is het eerste gebied op de weg omhoog vanaf de millijoule waar een mens de energie rechtstreeks als een duw voelt en niet als een klik.
De productveiligheid gebruikt dit bereik ook als zij de naam niet gebruikt. Regels voor speelgoedprojectielen worden in joule en tienden van een joule geschreven, luchtgedreven replica's zijn in verscheidene landen beperkt tot ongeveer één joule, en slagproeven op kleine kunststofstaafjes worden in tienden gerapporteerd. De getallen staan er als 0,3 J of 0,5 J en niet als 3 dJ of 5 dJ, maar de grootheid die geregeld wordt is precies wat de decijoule benoemt.
Het voorvoegsel deci heeft in andere eenheden standgehouden uit gemak en niet uit logica. De deciliter is een vanzelfsprekende keukenmaat in Scandinavië, in Zwitserland en in grote delen van Midden-Europa, en de kubieke decimeter is precies de liter, waardoor het voorvoegsel ongemerkt in een eenheid zit die vrijwel iedereen gebruikt. De decigram duikt op in de apotheek en in de handel in edelmetalen, en de decibel bestaat omdat de bel zelf een te grove stap bleek om geluid te beschrijven.
Bij de joule werkte geen van die krachten. De techniek had zich al vastgelegd op voorvoegsels in stappen van duizend, en de komma doet de rest: 0,4 joule is niet lastiger te schrijven dan 4 decijoule en past zonder wisseling van eenheid in dezelfde tabel als 40 joule of 4 kilojoule. Een voorvoegsel verdient zijn plaats door te bekorten wat men schrijft, en hier bekort het niets.
De eenheid tegenkomen is daarom vooral een zaak van oudere literatuur, van vertaalde technische documenten en van lesmateriaal dat de hele voorvoegselladder doorloopt. De omrekening is in beide richtingen eenvoudig: vermenigvuldig met honderd voor millijoule, deel door tien voor joule, en de waarde valt zo in de notatie eromheen.
Eén decijoule is gelijk aan 0,1 joule, ongeveer 0,0239 calorieën of ongeveer 0,0000278 wattuur.