Julio (unidad)


Julio (unidad)
julio
Estándar: Unidades derivadas del Sistema Internacional
Magnitud: Energía, trabajo y calor
Símbolo: J
Nombrada por: James Prescott Joule
Expresada en: 1 J =
Unidades básicas del Sistema Internacional kg m2/s2
Sistema CGS 107 ergios

El julio (en inglés y también en español: joule)[1] es la unidad derivada del Sistema Internacional utilizada para medir energía, trabajo y calor. Su símbolo es J.

La unidad julio se puede definir también como:

  • la energía cinética (movimiento) de un cuerpo con una masa de dos kilogramos, que se mueve con una velocidad de un metro por segundo (m/s) en el vacío. E_c = \begin{matrix} \frac{1}{2} \end{matrix} mv^2
  • el trabajo necesario para mover una carga eléctrica de un culombio a través de una tensión (diferencia de potencial) de un voltio. Es decir, un voltio-columbio (V·C). Esta relación puede ser utilizada, a su vez, para definir la unidad voltio.
  • el trabajo necesario para producir un vatio (watt) de potencia durante un segundo. Es decir, un vatio-segundo (W·s). Esta relación puede además ser utilizada para definir el vatio.

Puede utilizarse para medir calor, el cual es energía cinética (movimiento en forma de vibraciones) a escala atómica y molecular de un cuerpo.

Toma su nombre en honor al físico James Prescott Joule.

Contenido

Equivalencias

En unidades elementales, un julio, representado por J, equivale a :

\mathrm{
1\,J = 1\,N \cdot m =
\left (kg \cdot \frac{m}{s^2} \right ) \cdot m =
\frac{kg \cdot m^2}{s^2}
}

Donde N representa Newtons, m representa metros, kg representa kilogramos y s representa segundos.

El julio también es igual a 1 vatio segundo (W·s), por lo que eléctricamente es el trabajo realizado por una diferencia de potencial de 1 voltio y con una intensidad de 1 amperio durante un tiempo de 1 segundo.

Un julio equivale a
1 N·m (newton·metro)
1 W·s (vatio·segundo)
6,2415×1018 eV (eV)
1 C·V (culombio·voltio)
0,00987 atm·L (atmósfera · litro)
1 Pa·m3 (Pascal · metro cúbico)
0,238902957 cal (calorías)
Otras equivalencias
1 W·h (vatio·hora) = 3600 J (joules)
1 kWh (kilovatio·hora) = 3.6×106 J
1 cal = 4,187 J
1 kcal = 1000 cal = 4187 J
1 tonelada equivalente de petróleo = 41,84×109 J = 11622 kilovatio hora
1 tonelada equivalente de carbón = 29,3×109 J = 8138,9 kilovatio hora

Equivalencias prácticas aproximadas

Para tener una idea de la magnitud de un julio, existen varios ejemplos en la vida cotidiana que pueden darnos una idea de dicha cantidad de energía. Un julio es, aproximadamente:[2]

  • Energía necesaria para lanzar una manzana pequeña un metro hacia arriba.
  • Energía liberada cuando la misma manzana cae un metro hacia el suelo.
  • Energía liberada por una persona en reposo en una centésima de segundo.
  • Energía cinética (movimiento) de una bola de tenis de 56 gramos a 22 km/h ó 6 m/s.
  • Centésima parte de la energía que una persona puede recibir bebiendo una gota de cerveza.
  • Energía cinética de un humano adulto que se mueve a una velocidad de alrededor de 20 cm/s.
  • Energía necesaria para calentar un gramo de agua a 15 °C en alrededor de 0,239 Kelvin.

Múltiplos del SI

A continuación se presenta una tabla de los múltiplos y submúltiplos del Sistema Internacional de Unidades.


Múltiplos del Sistema Internacional para julio (J)
Submúltiplos Múltiplos
Valor Símbolo Nombre Valor Símbolo Nombre
10−1 J dJ decijulio 101 J daJ decajulio
10−2 J cJ centijulio 102 J hJ hectojulio
10−3 J mJ millijulio 103 J kJ kilojulio
10−6 J µJ microjulio 106 J MJ megajulio
10−9 J nJ nanojulio 109 J GJ gigajulio
10−12 J pJ picojulio 1012 J TJ terajulio
10−15 J fJ femtojulio 1015 J PJ petajulio
10−18 J aJ attojulio 1018 J EJ exajulio
10−21 J zJ zeptojulio 1021 J ZJ zettajulio
10−24 J yJ yoctojulio 1024 J YJ yottajulio
Prefijos comunes de unidades están en negrita.
Esta unidad del Sistema Internacional es nombrada así en honor a James Prescott Joule. En las unidades del SI cuyo nombre proviene del nombre propio de una persona, la primera letra del símbolo se escribe con mayúscula (J), en tanto que su nombre siempre empieza con una letra minúscula (julio), salvo en el caso de que inicie una frase o un título.
Basado en The International System of Units, sección 5.2.


Orden de magnitud

El julio es una unidad de energía muy pequeña para la vida corriente. Aproximadamente, un julio es la cantidad de energía necesaria para levantar 1 kg una altura de 10 cm en la superficie terrestre. Una patada de un deportista puede tener una energía de unos 200 J; una bombilla de bajo consumo de 20 W durante 8 horas gasta unos 600.000 J; y el consumo eléctrico de una familia media durante un mes puede ser de unos 1.000.000.000 J (unos 278 kWh). Por eso es más frecuente utilizar la unidad kWh (kilovatio hora), en lugar del MJ (megajoule) o el GJ (gigajoule), como debería hacerse.

Referencias

  1. «joule», Diccionario de la lengua española (vigésima segunda edición), Real Academia Española, 2001, http://buscon.rae.es/draeI/SrvltConsulta?TIPO_BUS=3&LEMA=joule 
  2. Ristinen, Robert A., and Jack J. Kraushaar. Energy and the Environment. 2nd ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc., 2006.

Véase también

Enlaces externos


Wikimedia foundation. 2010.

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