Loading article…
ジュール（/ dʒuːl / JOOL、または/ dʒaʊl / JOWL 、記号：J ）は、国際単位系（SI）におけるエネルギーの単位です。 [ 1 ] SI基本単位では、1ジュールは1キログラム平方メートル毎秒平方に相当します（ 1 J = 1 kg⋅m 2 ⋅s −2 ）。1ジュールは、1ニュートンの力が物体をその力の方向に1メートル移動させたときに行われる仕事量に等しくなります。また、1アンペアの電流が1オームの抵抗を1秒間通過するときに熱として散逸されるエネルギーでもあります。この単位は、イギリスの物理学者ジェームズ・プレスコット・ジュール（1818–1889）にちなんで名付けられました。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]
国際度量衡局によると、ジュールは「1 MKS単位の力（ニュートン）の作用点が力の方向に1メートル移動したときに行われる仕事」と定義されている。[ 5 ]
SI基本単位と特別な名前を持つSI派生単位の観点から、ジュールは次のように定義されます[ 6 ]
1ジュールは、以下のいずれかに相当します。[ 7 ]
ジュールは、ジェームズ・プレスコット・ジュールにちなんで名付けられました。人名にちなんで名付けられたすべてのSI単位と同様に、その記号は大文字（J）で始まりますが、完全な形で書く場合は、普通名詞の大文字化の規則に従います。つまり、文頭やタイトルではジュールは大文字になりますが、それ以外は小文字になります。[ 8 ]
CGSシステムは1881年の第1回国際電気会議で正式に宣言された。エルグは1882年にエネルギーの単位として採用された。ヴィルヘルム・ジーメンスは、英国科学振興協会の会長就任演説（1882年8月23日）で、電磁気単位のアンペアとオームから導出される熱の単位としてジュールを初めて提案した。CGS単位系では、10 7 erg。このユニットは、当時退職しており63歳だったジェームズ・プレスコット・ジュール（1818～1889）に敬意を表して命名されたが、これはシーメンスの勧告によるものだった。
もしそのような熱の単位が受け入れられるとすれば、熱の動力学的理論の発展に多大な貢献をした人物にちなんで、ジュールと名付けられるのが非常に適切だと私は思う。[ 9 ]
1889年8月31日の第2回国際電気会議で、ジュールはワットとクアドラント（後にヘンリーと改名）とともに正式に採用された。[ 10 ] ジュールは同年10月11日に死去した。第4回会議（1893年）では、「国際アンペア」と「国際オーム」が定義され、測定仕様に若干の変更が加えられ、「国際ジュール」はそれらから派生した単位となった。[ 11 ]
1935年、国際電気標準会議（国際電気会議の後継）は「ジョルジ方式」を採用した。この方式は磁気定数に定義値を仮定することで、ジュールの再定義も意味した。ジョルジ方式は1946年に国際度量衡委員会によって承認された。ジュールはもはや電磁気単位に基づいて定義されるのではなく、 1メートルの距離にわたって1単位の力（まだニュートンとは呼ばれていなかった）によって行われる仕事の単位として定義された。ジュールは、電磁気的および機械的文脈の両方で使用されるエネルギーの単位として明確に意図されていた。[ 12 ] 1948年の第9回度量衡総会での定義の批准により、ジュールは熱量測定の文脈における熱の単位としても優先されるべきであるという仕様が追加され、これによりカロリーの使用は公式に廃止された。[ 13 ]これは1960年に現代の国際単位系 で宣言された定義である。[ 14 ]
ジュールの定義 J = kg⋅m 2 ⋅s −2は 1946 年以来変わっていませんが、ジュールは組立単位として 、秒(1960 年と 1967 年)、メートル(1983 年)、キログラム( 2019 年) の定義の変更を受け継いでいます。[ 15 ]
1ジュールは（おおよそ）次の値を表します。
1ジュールは（特に明記しない限り、おおよそ）次の値に相当します。
ジュールに正確に換算できる単位には、以下のようなものがあります。
力学では、（ある方向の）力の概念は、（ある角度に関する）トルクの概念とよく似た関係にある。 [ 34 ] [ 35 ]
この類似性の結果として、トルクのSI単位はニュートンメートルであり、代数的にはジュールと同じ次元になりますが、互換性はありません。国際度量衡総会はエネルギーの単位にジュールという名前を与えましたが、トルクの単位には特別な名前を与えていないため、単にニュートンメートル（N⋅m）となっています。これは構成要素から派生した複合名です。[ 36 ]トルクにはニュートンメートル、エネルギーにはジュールを使用することは、誤解や意思疎通の誤りを避けるのに役立ちます。[ 36 ]
エネルギーはスカラー量（力ベクトルと変位ベクトルの内積）であるのに対し、トルクはベクトル量（力ベクトルと距離ベクトルの外積）であるという点からも、両者の違いがわかる。トルクとエネルギーの関係は次の式で表される。
ここで、Eはエネルギー、τはトルク（ベクトルの大きさ）、θは掃引角度（ラジアン）です。平面角は無次元であるため、トルクとエネルギーは同じ次元を持つことになります。
ワット秒（記号W sまたはW⋅s）は、ジュールに相当するエネルギーの派生単位です。 [ 37 ]ワット秒は、1ワットの電力を1秒間維持したときのエネルギーに相当します。ワット秒は単位と意味の両方でジュールに相当しますが、写真用電子フラッシュユニットの定格など、ジュールの代わりに「ワット秒」という用語が使用される文脈もあります。[ 38 ]
熱の単位はこれまで、1 ポンドの水を凝固点で 1°
Frenheit または 1° Centrg 上昇させるのに必要な熱量、あるいは 1 キログラムの水を 1° Centrr 上昇させるのに必要な熱量など、様々に用い
られてきた。このように完全に恣意的な単位の不便さは、電磁システムに基づく単位、すなわち、1 アンペアの電流が 1 オームの抵抗を流れるときに 1 秒間に発生する熱量を導入するのに十分なほど明らかである。絶対値で表すと、その値は 10⁷ CGS 単位であり
、
ジュールを 42,000,000 と仮定すると、0.238
グラムの水を 1 ℃上昇させるのに必要な熱量
、または、おおよそ、
1
ポンドの水の 1/1000 が 1 °F 上昇し、1 キログラムの水の 1/4000 が 1 ℃ 上昇するのに必要な熱量です。このような熱量が受け入れられると判断された場合、熱の動力学的理論
の
発展
に
多大
な
貢献
を
した人物にちなんで、ジュールと名付けるのは非常に適切であると私は考えます。
{{cite news}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク)これは常識的な物理的考察によって制御される代数的な自由度であり、特定の状況では、ある形式が他の形式よりも役立つ場合があります。実際には、特定の量については、同じ次元を持つ異なる量を区別しやすくするために、特定の特別な単位名、または単位名の組み合わせを使用することが優先されます。
Wiktionaryにおけるジュールの辞書定義