Jednostki energii

Wyobraź sobie, że ktoś pyta Cię, ile metrów dalej znajduje się najbliższy sklep, lub ile kilogramów waży worek pomidorów. Prawdopodobnie łatwo odpowiesz na te pytania. Ale co by było, gdyby ktoś zapytał Cię, ile energii potrzebujesz aby podnieść 1 kilogram pomidorów na wysokość 1 metra? Być może odpowiedź nie przyszłaby do ciebie od razu. Energia jest często mniej intuicyjna do uchwycenia niż, powiedzmy, odległość lub waga.

Energia to zdolność do wykonywania pracy, na przykład przesunięcie jakiegoś obiektu. Dlatego podstawowa jednostka energii i jednostka pracy są takie same — dżul. Jeśli coś ma jeden dżul energii, jest w stanie wykonać pracę jednego dżula, np. przesunięcie obiektu o jeden metr, siłą jednego niutona. Tak więc jeden dżul równa się jeden niuton razy jeden metr.

To mniej więcej tyle, ile potrzeba, aby podnieść przeciętny pomidor na wysokość jednego metra wbrew przyciąganiu ziemskiej grawitacji. A co z podniesieniem tego jednego kilograma pomidorów? Musisz użyć siły 9,8 niutona na odległości 1 metra. Wymaga to 9,8 dżuli energii. Energia może istnieć również w innych formach, które nie mają nic wspólnego z poruszającymi się obiektami fizycznymi.

Może być ona w formie ciepła, światła lub elektryczności. Bez względu na to, jaką formę przybierze, ilość energii możemy wyrazić w dżulach. Zagotowanie szklanki wody o temperaturze pokojowej zużywa około 80 000 dżuli. Przetrawiony pomidor uwalnia energię chemiczną około 70 000 dżuli. Energia, jaką Ziemia codziennie otrzymuje od słońca równa jest około dziesięciu tysięcy miliardów miliardów dżuli.

Te przykłady pokazują, że dżul jest dość małą jednostką, co może być niewygodne w wielu sytuacjach. Tak więc energia jest często podawana w jednostce 1000 razy większej niż dżul — kilodżul. Jeden kilodżul dostarcza wystarczająco dużo energii, aby zagotować pół łyżeczki zimnej wody. Trawienie tego pomidora uwalnia około 70 kilodżuli. Ale jeśli chodzi o jedzenie, mamy tendencję do używania innej jednostki energii.

Często można znaleźć tą jednostkę na opakowaniach żywności w tabeli, która pokazuje wartości odżywcze. Ta jednostka to kilokaloria. Kilokaloria to ilość energii potrzebnej do podniesienia temperatury 1 kilogram wody o 1 stopień Celsjusza. Jedna kilokaloria to 4,2 kilodżuli. 70 kilodżuli energii w tym pomidorze odpowiada około 17 kilokaloriom.

Jest jeszcze jedna jednostka energii, o której mogłeś słyszeć. Zwykle pojawia się na rachunkach za prąd i pokazuje, ile energii elektrycznej zużyło gospodarstwo domowe. Ta jednostka to kilowatogodzina. Opisuje ilość energii, którą zużywa określone urządzenie elektryczne przez określony okres czasu. Jeśli masz 1000-watowy szybkoobrotowy blender kuchenny i używasz go przez jedną godzinę, zużyjesz dokładnie 1 kilowatogodzinę energii.

100-watowa żarówka paląca się przez dziesięć godzin zużywa również 1 kilowatogodzinę. Podobnie jak 10-watowa dioda LED paląca się przez sto godzin. 1 kilowatogodzina odpowiada 3600 kilodżulom. Energia to zdolność do wykonywania pracy. Dżule to standardowa, uniwersalna jednostka pomiaru energii.

Ale w wielu sytuacjach wygodniejsze jest korzystanie z innych jednostek, takich jak kilodżule, kilokalorie czy kilowatogodziny. Spróbuj wyliczyć ile dżuli potrzebujesz, żeby podnieść twój tornister? Albo zobacz jaką moc ma wybrane urządzenie elektryczne. Jeśli wiesz, przez jaki czas urządzenie to jest włączone, gdy je używasz możesz obliczyć ile kilowatogodzin zużywa!