Joule Calculator
Converteer energie-eenheden en bereken arbeid uit kracht en afstand
Hoe te Gebruiken
- Selecteer berekeningsmodus: Energie-eenheden conversie of Natuurkundige berekening
- Voor energie conversie: Voer waarde in, selecteer van/naar eenheden en bereken
- Voor natuurkundige berekening: Voer kracht (newton) en afstand (meter) in
- Bekijk resultaten met conversieformules en equivalenten in alle energie-eenheden
- Gebruik de herbereken knop voor nieuwe berekeningen
Wat is een Joule?
Een joule (J) is de SI-eenheid van energie, arbeid en warmte. Het wordt gedefinieerd als de hoeveelheid arbeid die wordt verricht wanneer een kracht van één newton wordt uitgeoefend over een afstand van één meter. De joule is vernoemd naar James Prescott Joule, een Britse natuurkundige die de relatie tussen warmte en mechanische arbeid bestudeerde.
De joule is een fundamentele eenheid in natuurkunde en techniek, gebruikt om energie in al zijn vormen te meten: kinetische, potentiële, thermische, elektrische en chemische energie.
Veelgebruikte Energie-eenheden
| Eenheid | Symbool | Joule Equivalent | Veelgebruikt Voor |
|---|---|---|---|
| Joule | J | 1 J | SI basis eenheid, natuurkunde |
| Calorie | cal | 4.184 J | Voedingsenergie, scheikunde |
| Kilocalorie | kcal | 4,184 J | Voedingsenergie (Calorie) |
| Watt-uur | Wh | 3,600 J | Elektrische energie |
| Kilowatt-uur | kWh | 3,600,000 J | Elektriciteitsrekeningen |
| Britse Thermische Eenheid | BTU | 1,055.06 J | Verwarming/koeling |
| Elektronvolt | eV | 1.602×10⁻¹⁹ J | Atoomfysica |
| Voet-pond | ft·lb | 1.356 J | Mechanische arbeid |
Arbeid en Energie in Natuurkunde
In de natuurkunde wordt arbeid gedefinieerd als de overdracht van energie die plaatsvindt wanneer een kracht wordt uitgeoefend op een object en het object beweegt in de richting van de kracht. De arbeid-energie stelling stelt dat de arbeid die op een object wordt verricht gelijk is aan de verandering in zijn kinetische energie.
De basisformule voor arbeid is: W = F × d × cos(θ), waarbij W arbeid is, F kracht, d afstand, en θ de hoek tussen de kracht- en verplaatsingsvectoren. Wanneer de kracht en verplaatsing in dezelfde richting zijn, vereenvoudigt dit tot W = F × d.
Energie Conversie Voorbeelden
- 1 kWh = 3,600,000 J (typisch huishoudelijk energieverbruik)
- 1 voedselcalorie = 4,184 J (energie in voedsel)
- 1 BTU = 1,055.06 J (verwarmings/koelingsenergie)
- 1 eV = 1.602×10⁻¹⁹ J (atomaire energieniveaus)
- 1 ft·lb = 1.356 J (mechanische arbeid)
Praktische Toepassingen
- Elektrische energie: kWh voor elektriciteitsrekeningen, Wh voor batterijen
- Voedingsenergie: Calorieën voor voedingsetiketten en dieetplanning
- Verwarming/koeling: BTU voor HVAC-systemen en apparaten
- Natuurkunde experimenten: Joules voor arbeid- en energiemetingen
- Mechanische techniek: Voet-pond voor koppel en arbeid
- Atoomfysica: Elektronvolt voor deeltjesenergieën
Veelgestelde vragen
- Wat is het verschil tussen een calorie en een kilocalorie?
- Een calorie (cal) is een kleine energie-eenheid gelijk aan 4.184 joules. Een kilocalorie (kcal) is 1,000 calorieën en wordt vaak een "Calorie" (hoofdletter C) genoemd op voedseletiketten. Dus 1 kcal = 1 Calorie = 4,184 J.
- Hoe converteer ik tussen elektrische energie-eenheden?
- Elektrische energie wordt meestal gemeten in watt-uren (Wh) of kilowatt-uren (kWh). 1 kWh = 1,000 Wh = 3,600,000 J. Om van kWh naar joules te converteren, vermenigvuldig met 3,600,000. Om van joules naar kWh te converteren, deel door 3,600,000.
- Wat is arbeid in natuurkunde en hoe wordt het berekend?
- Arbeid is de overdracht van energie wanneer een kracht een verplaatsing veroorzaakt. De basisformule is W = F × d, waarbij W arbeid in joules is, F kracht in newton, en d afstand in meter. Arbeid is positief wanneer kracht en verplaatsing in dezelfde richting zijn.
- Waarom worden elektronvolt gebruikt in atoomfysica?
- Elektronvolt (eV) zijn handig voor atoom- en deeltjesfysica omdat ze veel kleiner zijn dan joules (1 eV = 1.602×10⁻¹⁹ J). Dit maakt het gemakkelijker om te werken met de kleine energieën betrokken bij atomaire processen, chemische bindingen en deeltjesinteracties.
- Hoe nauwkeurig zijn deze energieconversies?
- De conversies gebruiken standaard conversiefactoren die nauwkeurig zijn voor de meeste praktische doeleinden. Sommige conversies (zoals calorieën) kunnen echter lichte variaties hebben afhankelijk van de specifieke definitie die wordt gebruikt. Voor precies wetenschappelijk werk, controleer altijd de exacte conversiefactoren voor uw specifieke toepassing.