查看“︁焦耳”︁的源代码

{{NoteTA|G1=物理學}}
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{{Infobox Unit
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| name = 焦耳
| image =
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| standard = [[國際單位制導出單位]]
| quantity = [[能量]]
| symbol = J
| namedafter = [[詹姆斯·普雷斯科特·焦耳]]
| units1 = [[國際單位制基本单位]]
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| inunits2 = {{val|1|e=7}} [[爾格]]
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'''焦耳'''（簡稱'''焦'''）是[[國際單位制]]中[[能量]]、[[功]]或[[熱量]]的[[國際單位制導出單位|導出單位]]，符號為'''J'''。焦耳是因紀念物理學家[[詹姆斯·焦耳]]而命名<ref>''The American Heritage Dictionary'', Second College Edition (1985). Boston: Houghton Mifflin Co., p. 691.</ref><ref>''McGraw-Hill Dictionary of Physics'', Fifth Edition (1997). McGraw-Hill, Inc., p. 224.</ref>。

1焦耳可以定義為：

* 施加1[[牛頓 (單位)|牛頓]][[作用力]]經過1米[[距離]]所需的能量（或做的機械功）。

*移動1[[庫侖]][[電荷]]通過1[[伏特]][[電壓|電壓差]]所需做的功，或1庫侖·伏特。這關係也可以逆反過來定義伏特。
*產生1[[瓦特]][[功率]]1秒時間所需做的功，或1瓦特·秒。這關係也可以逆反過來定義瓦特。

用單位表示可表示為：

<math>\rm  J =  N \cdot m = \left ( \frac{kg \cdot m}{s^2} \right ) \cdot m = \frac{kg \cdot m^2}{s^2}=Pa \cdot m^3= W \cdot s\ =C \cdot V\,\!</math>
{| class="wikitable"
!符號
!單位
!意涵
|-
|J
|焦耳
|能量
|-
|N
|牛頓
|力
|-
|kg
|公斤
|重量
|-
|m
|公尺
|長度
|-
|s
|秒
|時間
|-
|Pa
|帕
|壓力
|-
|W
|瓦
|功率
|-
|C
|庫倫
|電量
|-
|V
|伏特
|電壓
|}

==與力矩單位的混淆==
雖然在單位方面，表示焦耳為牛頓·公尺是正確的，為了避免與[[力矩]]單位發生混淆，[[國際度量衡局]]並不鼓勵這種用法<ref name=BIPM2>國際度量衡局[http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-2/2-2-2.html 官方網頁] {{Wayback|url=http://www.bipm.org/en/si/si_brochure/chapter2/2-2/2-2-2.html |date=20130420184231 }}表明："通過綜合幾個基本單位，衍生單位通常可以以不同方式表達。例如，焦耳可以正式地寫為牛頓·公尺或公斤·公尺<sup>2</sup>／秒<sup>2</sup>。但是，這種代數自由還必須考慮到符合實際狀況；在某種狀況，使用某特定形式所得到的益處會比較多。實際而言，為了區分擁有同樣[[因次]]的不同物理量，有些物理量必須取特定的衍生單位為其單位。"</ref>。力矩與能量的物理意義完全不同。

就物理量本身来说，能量由力和距離[[內積]]得到，是[[标量 (物理学)|純量]]；力矩由力和距離[[外積]]得到，是[[向量]]，兩者有根本的不同。

==實際例子==
一焦耳能量相等於施加一牛頓的作用力於任意物件，使之移動一米距離；也等於在[[地心引力|重力]]影響下將一個質量為102克的蘋果抬高一公尺；或是1[[瓦特]]的功率作1秒所释放的能量。

==單位轉換==
一焦耳相等於：
* 1×10<sup>7</sup> [[爾格]]
* 6.24150974×10<sup>18</sup> [[電子伏特]]
* 0.239 （小）[[卡路里]]
* 9.4782×10<sup>−4</sup> [[英國熱量單位]]（{{lang|en|British thermal unit}}，{{lang|en|BTU}}）
* 0.737 [[呎·磅力]]（{{lang|en|foot-pounds force}}）
* 23.7 [[呎·磅]]（{{lang|en|foot-pounds}}）
* 2.7778×10<sup>−7</sup> [[千瓦·時|千瓦·時]]
* 2.7778×10<sup>−4</sup> [[千瓦·時|瓦·時]]

以焦耳定義的單位：
* 1 小[[卡路里]]= 4.184焦耳<ref name=FAO>一篇關於將營養單位從卡路里改變到焦耳的報告：[http://www.fao.org/docrep/meeting/009/ae906e/ae906e17.htm The adoption of joules as units of energy] {{Wayback|url=http://www.fao.org/docrep/meeting/009/ae906e/ae906e17.htm |date=20181007205406 }}, FAO/WHO Ad Hoc Committee of Experts on Energy and Protein, 1971.</ref>
* 1 [[瓦·時]] = 3,600焦耳
* 1 [[千瓦·時]] = 3,600,000焦耳
* 1 [[爆炸當量|噸TNT]] = 4.184×10<sup>9</sup>焦耳

== 應用範圍 ==

=== [[能量]] ===
* [[热能|熱能]]
* [[化學能]]
* [[電能]]
* [[輻射能]]
* [[核能|核動力/核能]]

* [[彈性能]]
* [[声能|聲能]]
* [[機械能]]
* [[光能]]
* [[势能|位能]]
* [[動能]]
* [[生質能]]

=== [[功]] ===

=== [[熱量]] ===
「熱量」與「[[热能|熱能」]]並不相同，兩者之間的關係，就好比是[[做功]]與[[機械能]]之間的關係一樣。

==參閱==
* [[單位轉換]]
* [[數量級 (能量)]]
* [[瓦特]]
* [[能量]]
* [[牛頓 (單位)]]

==參考文獻==
{{Reflist}}

==外部連結==

{{國際單位制基本單位}}
{{以人名命名的国际单位制单位}}
{{经典力学国际单位}}
{{DEFAULTSORT:J}}
[[Category:能量單位]]
[[Category:国际单位制导出单位]]