Hur man beräknar joule

Beräkning joule som arbete

1. 1
   Förstå definitionen av "arbete." Som nämnts ovan, är arbete definieras som tillämpning av kraft för att flytta ett objekt ett visst avstånd. Den tar inte hänsyn till hur lång tid det tar att flytta objektet som avståndet. För detta exempel antar vi att det rörliga föremålet är en person som klättrar en trappa.
   
2. 2
   Väg det objekt som flyttas. För detta exempel kommer vi att anta att personen har en massa på 50 kg (110 pounds).
   
   • Arbete definieras som kraft appliceras för ett givet avstånd, inte massa, så att omvandla kilo massa till newton i kraft eller vikt, är det nödvändigt att multiplicera med tyngdaccelerationen, vilket är 9,8 m / sek ^ 2. Detta ger en vikt på 490 newton.
   • Observera att i den brittiska (Imperial) systemet kan "pound" användas antingen som en enhet för massa ("pound-mass") eller kraft ("pound-force"). Under jordens gravitation, är ingen konvertering behövs, 1 pund-massa är lika med 1 pund-kraft.
3. 3
   Mät avståndet flyttas. För detta exempel kommer vi att anta botten och toppen av trappa är 5 m (16,4 fot) ifrån varandra.
   
4. 4
   Multiplicera kraften med avståndet. För en 490-newton person som klättrar en 5-meters trappa, är den mängd arbete 490 x 5, eller 2450 joule (1,807.12 mul-pounds)
   
   • Även om arbetet inte befatta sig med den tid det tar att flytta ett objekt ett visst avstånd, det relaterade begreppet makt gör. Enheten för effekt är watt, definierad som 1 joule per sekund och motsvarar 0,7376 mul-pounds per sekund. Om det tog klättraren 5 sekunder för att gå upp för trapporna, skulle mängden ström förbrukas vara 2,450 dividerat med 5, eller 490 watt. Om det tog klättrare 10 sekunder, skulle mängden ström förbrukas vara 245 dividerat med 10, eller 245 watt.
   • Vinkeln av trappan har också något att göra med mängden utfört arbete.

Beräkning joule som kinetisk energi

1. 1
   Väg det föremål som skall avfyras. I detta exempel kommer vi mäter den kinetiska energin hos en cykel och cyklist rulla nedför en backe. Vid tillämpning av detta exempel antar vi att cyklisten har en massa på 50 kg (110 pounds) som förut, och att cykeln har en massa på 20 kg (44 pounds), för totalt 70 kg (154 pounds ).
   
2. 2
   Mät avståndet från startpunkten till slutpunkten. För detta exempel antar vi att avståndet från toppen av backen till botten är 30 m (98,43 fot).
   
3. 3
   Placera objektet vid startpunkten. I detta fall är det toppen av kullen.
   
4. 4
   Starta objektet rörelse. Vid en signal, monterar cyklisten cykeln pedalerna gång för att starta den i rörelse, och sedan kuster ner för backen. Samtidigt, börjar den person som ger signalen en timer.
   
5. 5
   Hur lång tid det tar föremålet att resa från start till mållinjen. När cykeln når botten av backen, stoppa timern. För detta exempel antar vi att det tog cykeln 5 sekunder.
   
6. 6
   Dela höjden cyklisten reste med den tid det tog för cyklisten att nå sin destination. Detta kommer att ge dig cykelns hastighet. I vårt exempel, reste cykeln 30 m under 5 sekunder, vilket gör dess hastighet 6 m / sek.
   
7. 7
   Multiplicera hastigheten av sig själv och av massan. Multiplicera 6 med sig är 36, ibland en massa på 70 kg är 2,520.
   
8. 8
   Dividera med 2. Detta kommer att ge den kinetiska energin i joule. I detta exempel ger 2520 delat med 2 en kinetisk energi av 1260 joule, eller 1,26 kilojoule.
   
   • Denna metod används för att beräkna den kinetiska energin, eller nosparti energi, av kulor skott från en pistol. Ju tyngre kula och desto fortare rör sig, desto större är dess kinetiska energi. Ju större dess rörelseenergi, desto mer destruktivt det är.
   • Metoden för bestämning av kinetisk energi som ges här är giltig endast så länge som hastigheten hos föremålet är väsentligt mindre än ljusets hastighet. Merparten av tiden, kommer detta att vara fallet.

Beräkning joule som elektrisk energi

1. 1
   Välj en resistor. Motstånd är klassade i ohm, med rating antingen märkt direkt eller markeras med en serie av färgade band. Du kan också testa en motståndets resistans genom att ansluta den till en ohmmeter eller multimeter. För detta exempel kommer vi att anta att motståndet har en effekt på 10 ohm.
   
2. 2
   Anslut motståndet till en strömkälla. Antingen ansluter kablarna till motståndet med Fahnestock eller krokodilklämmor, eller koppla in motståndet i ett test styrelse.
   
3. 3
   Kör en ström genom kretsen under en inställd tidsperiod. I det här exemplet använder vi en period av 10 sekunder.
   
4. 4
   Mät strömstyrka. Gör detta med en amperemeter eller en multimeter. De flesta hushåll ström i milliampere eller tusendels ampere, så vi kommer att anta den nuvarande är 100 milliampere, eller 0,1 ampere.
   
5. 5
   Multiplicera kvadraten på strömmen genom motståndet. Detta ger den effekt i watt. Squaring 0,1 ger 0,01, multiplicerat med 10, ger en uteffekt på 0,1 watt, eller 100 milliwatt.
   
6. 6
   Multiplicera effekten med det belopp som har förflutit. Detta ger den energi produktionen i joule. 0,1 watt x 10 sekunder motsvarar en joule av elektrisk energi.
   
   • Eftersom joule är små enheter, och eftersom apparater brukar använda watt, milliwatt, och kilowatt för att ange hur mycket makt de använder, verktyg mäter vanligtvis deras energiutbyte i kilowattimmar. En watt är lika med 1 joule per sekund, eller en joule lika med en watt-sekund, en kilowatt motsvarar en kilojoule per sekund och en kilojoule motsvarar en kilowatt-sekund. Eftersom det finns 3.600 sekunder på en timme, motsvarar 1 kilowattimme 3.600 kilowatt-sekunder, 3600 kilojoule eller 3.600.000 joule.

Beräkning joule som värme

1. 1
   Hitta massan av det objekt som värms upp. Använd en balans eller våren skala för detta. Om objektet är en vätska, först väga den tomma behållaren vätskan kommer att hållas i och hitta dess massa. Du måste subtrahera detta från massan av behållaren och vätskan tillsammans för att hitta den flytande massa. För detta exempel kommer vi att anta att föremålet är 500 gram (1.1 pound) vatten.
   
2. 2
   Hitta objektets specifik värmekapacitet. Denna information kan hittas i en kemi referens, antingen i bokform eller på nätet. För vatten, är den specifika värmekapaciteten 4.19 joule per gram för varje grad Celsius det upphettas.
   
3. 3
   Hitta den aktuella temperaturen på objektet. Om objektet är en vätska, kan du använda en termometer. För vissa objekt, kan du behöva en sond termometer.
   
4. 4
   Värm objektet.
   
5. 5
   Hitta den nya objektets temperatur.
   
6. 6
   Subtrahera begynnelsetemperaturen från den uppvärmda temperaturen. Detta kommer att ge de grader av temperaturförändring i objektet. Förutsatt vattnet var ursprungligen vid 15 grader Celsius (59 grader Fahrenheit) och upphettades till 35 grader Celsius (95 grader Fahrenheit), skulle temperaturförändringen vara 20 grader Celsius (36 grader Fahrenheit).
   
7. 7
   Multiplicera massan av objektet genom dess specifika värmekapacitet och av mängden temperaturändring. För detta exempel skulle detta vara 500 x 4,19 x 20, eller 41.900 joule.
   
   • Heat är mer vanligt uttryck i det metriska systemet i termer av antingen kalorier eller kilokalorier. En kalori definieras som den mängd värme som krävs för att höja temperaturen i ett gram vatten en grad Celsius, medan en kilokalori (eller Calorie) är den mängd värme som krävs för att höja temperaturen på ett kilogram vatten en grad Celsius. I exemplet ovan, skulle lyfta 500 gram vatten 20 grader Celsius förbrukar 10.000 kalorier eller 10 kilokalorier.