Joule (J)

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.

Omrekentabel voor Joule