कैसे Joules की गणना करने के लिए

जूल (जे) इंटरनेशनल सिस्टम के माप की एक बुनियादी इकाई है और इसका नाम अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जेम्स एडवर्ड जौल से लिया जाता है जौल कार्य, ऊर्जा और गर्मी के लिए माप की इकाई है और व्यापक रूप से वैज्ञानिक अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। यदि आप किसी समस्या का समाधान जौल में व्यक्त करना चाहते हैं, तो आपको गणना में माप की मानक इकाइयों का उपयोग करना चाहिए। "पाउंड प्रति पाउंड" या ले "BTU

सामग्री

कदम

विधि 1
विधि 2
विधि 3
विधि 4
विधि 5

टिप्स
चेतावनी
आप की आवश्यकता होगी चीजें

" (ब्रिटिश थर्मल इकाइयों) का उपयोग अभी भी कुछ देशों में किया जाता है, लेकिन भौतिकी कार्यों के लिए माप की इकाइयों के लिए कोई स्थान नहीं है जो अंतरराष्ट्रीय स्तर पर संहिताबद्ध नहीं है।

कदम

विधि 1

जौल में कार्य की गणना करें

काम की शारीरिक अवधारणा को समझें यदि आप किसी कमरे में एक बॉक्स डालते हैं, तो आपने कुछ काम किया है यदि आप इसे उठाते हैं, तो आपने कुछ काम किया है इसमें दो निर्धारण कारक हैं जिनके लिए इसे अस्तित्व में होना चाहिए "काम कर":

आपको निरंतर बल लागू करना चाहिए
बल को उस दिशा में शरीर के विस्थापन उत्पन्न करना चाहिए जिसके लिए इसे लागू किया जाता है।

नौकरी को परिभाषित करें यह एक आकार है जिसे गणना करना आसान है बस शरीर को स्थानांतरित करने के लिए प्रयुक्त शक्ति की मात्रा को बढ़ाइए। आमतौर पर, वैज्ञानिक न्युटॉन और मीटर में दूरी को मापते हैं। यदि आप इन इकाइयों का उपयोग करते हैं, तो उत्पाद जूल में व्यक्त किया जाएगा।

जब आप काम से संबंधित भौतिक विज्ञान की समस्या पढ़ते हैं, तो रोकें और मूल्यांकन करें जहां बल लागू किया गया है। यदि आप एक बॉक्स उठा रहे हैं, तो आप आगे बढ़ेंगे और बॉक्स बढ़ेगा, इसलिए दूरी की ऊंचाई तक पहुंचने का प्रतिनिधित्व किया जाता है। लेकिन अगर आप एक बॉक्स पकड़ते हैं, तो पता है कि कोई काम नहीं है। आप बॉक्स को गिरने से रखने के लिए पर्याप्त बल लागू कर रहे हैं, लेकिन यह ऊपर की ओर आंदोलन उत्पन्न नहीं करता है।

जिस ऑब्जेक्ट को आप ले जा रहे हैं उसका द्रव्यमान खोजें इस डेटा को जानने के लिए आपको उसे ले जाने के लिए आवश्यक बल को समझना चाहिए। हमारे पिछले उदाहरण में, हम एक ऐसे व्यक्ति पर विचार करते हैं जो जमीन से छाती तक वजन लेता है और उस कार्य की गणना करता है जिस पर उस व्यक्ति का अभ्यास होता है। मान लीजिए ऑब्जेक्ट में 10 किलो का द्रव्यमान है।

ग्राम, पाउंड या माप की अन्य इकाइयों का उपयोग न करें जो कि मानकीकृत नहीं हैं अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली, अन्यथा आपको जौल्स में व्यक्त नौकरी नहीं मिलेगी।

ताकत की गणना करें. शक्ति = द्रव्यमान एक्स त्वरण पिछले उदाहरण में, एक सीधी रेखा में वजन उठाना, हम जिस गति को दूर करना चाहते हैं वह गुरुत्वाकर्षण का है, जो 9.8 मी / एस के बराबर है². गुरुत्वाकर्षण त्वरण द्वारा अपने द्रव्यमान को बढ़ाकर वस्तु को ऊपर ले जाने के लिए आवश्यक बल की गणना करें: (10 किलो) एक्स (9.8 मी / एस²) = 98 किलोग्राम मी / एस² = 98 न्यूटन (एन)

यदि ऑब्जेक्ट क्षैतिज रूप से चलता है, तो गुरुत्वाकर्षण अप्रासंगिक है। समस्या, हालांकि, आपसे घर्षण को दूर करने के लिए आवश्यक बल की गणना करने के लिए कह सकते हैं यदि समस्या आपको त्वरण का डेटा देती है जो इसे दबाया जाता है, तो वह इस वस्तु को ज्ञात द्रव्यमान से गुणा करने के लिए पर्याप्त है।

चाल को मापें इस उदाहरण में, मान लें कि वजन 1.5 मीटर के लिए उठाया गया है यह आवश्यक है कि दूरी मीटर में मापा जाता है, अन्यथा आपको जौल्स में कोई परिणाम नहीं मिलेगा।

दूरी से बल गुणा करें 98 एन के 1.5 मीटर उठाने के लिए आपको 98 x 1.5 = 147 जे के काम का प्रयोग करना होगा।

ऑब्जेक्ट्स के लिए काम की गणना करें जो अंडाकार चलते हैं हमारा पिछला उदाहरण काफी सरल है: एक व्यक्ति एक ऊर्ध्व बल और ऑब्जेक्ट उगता है। हालांकि, कभी-कभी, जिस दिशा में ऑब्जेक्ट को स्थानांतरित किया जाता है उस बल और दिशा में बिल्कुल समान नहीं है, शरीर पर कार्य करने वाले विभिन्न बलों के कारण। नीचे दिए गए उदाहरण में, हम जौ की राशि की गणना करेंगे ताकि किसी रस्सी को खींचकर 25 डिग्री कोण के रूप में एक बर्फ से ढका हुआ फ्लैट सतह पर 25 मीटर की दूरी पर एक स्लेज खींचें। इस स्थिति में काम है: कार्य = बल x कोसाइन (θ) x दूरी प्रतीक θ ग्रीक अक्षर है "थीटा" और बल दिशा और विस्थापन दिशा द्वारा गठित कोण का वर्णन करता है।

लागू कुल बल खोजें इस समस्या के लिए, मान लें कि बच्चा 10 एन की रस्सी को लागू करता है।

अगर समस्या आपको का डेटा देती है "गति की दिशा में बल", यह सूत्र के हिस्से से मेल खाती है "बल x कॉस (θ)" और आप इस गुणा को छोड़ सकते हैं।

प्रासंगिक शक्ति की गणना करें स्लाइड की गति का सृजन करने के लिए बल का केवल एक हिस्सा प्रभावी होता है। चूंकि रस्सी ऊपर की तरफ बढ़ रहा है, इसलिए शेष बल का उपयोग गहराई के ऊपर "गंदगी" को गुरुत्वाकर्षण के खिलाफ करने के लिए किया जाता है। गति की दिशा में लागू बल की गणना करता है:

हमारे उदाहरण में, सपाट बर्फ और रस्सी के बीच का कोण θ, 30 डिग्री है।

कॉस की गणना करें (θ) कॉस (30 डिग्री) = (√3) / 2 = लगभग 0.866 आप इस मान को प्राप्त करने के लिए एक कैलकुलेटर का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन सुनिश्चित करें कि यह एक ही इकाई के लिए प्रश्न के रूप में (डिग्री या रेडियन) कोण के रूप में सेट है।

Θ के कोसाइन के लिए कुल बल गुणा करें इसलिए हम उदाहरण के आंकड़ों पर विचार करते हैं और: 10 एन एक्स 0.866 = 8.66 एन यानी गति की दिशा में लागू बल का मूल्य।

बढ़ने के लिए बल गुणा करें अब जब आप जानते हैं कि चलने के लिए वास्तव में कार्यात्मक कितना कार्यात्मक है, तो आप हमेशा की तरह काम की गणना कर सकते हैं समस्या आपको बताती है कि बच्चे स्लेड आगे 20 मीटर की ओर ले जाता है, इसलिए काम है: 8.66 एन एक्स 20 मीटर = 173.2 जे

विधि 2

वॉट्स से जुल्स की गणना करें

शक्ति और ऊर्जा की अवधारणा को समझें वाट के माप की इकाई है शक्ति, यही है, कितनी तेजी से ऊर्जा का उपयोग किया जाता है (समय की इकाई में ऊर्जा) जूलों को मापने के लिएशक्ति. वाट से जूल प्राप्त करने के लिए आपको समय के मूल्य को जानने की आवश्यकता है। अब एक मौजूदा प्रवाह, यह अधिक ऊर्जा का उपयोग करता है।

सेकेंड के लिए वाट गुणा करें और आपको जूल मिलेगा। एक 1 वाट डिवाइस की खपत 1 जौ ऊर्जा का हर दूसरा यदि आप सेकेंड की संख्या से वाट की संख्या गुणा करते हैं, तो आप जूल प्राप्त कर सकते हैं। यह पता लगाने के लिए कि 60 वोल्ट बल्ब का कितना ऊर्जा 120 सेकंड में खपता है, बस इस गुणन में आगे बढ़ें: (60 वाट) x (120 सेकंड) = 7200 जे।

यह सूत्र वॉट में मापा गया किसी भी प्रकार की शक्ति के लिए उपयुक्त है, लेकिन बिजली सबसे आम अनुप्रयोग है।

विधि 3

जौल में काइनेटिक एनर्जी की गणना करें

गतिज ऊर्जा की अवधारणा को समझें यह ऊर्जा की मात्रा है जो प्रस्ताव में एक शरीर है या खरीदता है। ऊर्जा की किसी भी इकाई की तरह, यहां तक कि गतिज एक भी जूल में व्यक्त किया जा सकता है।

गतिज ऊर्जा एक स्थिर शरीर को एक निश्चित गति तक बढ़ाने के लिए किए गए कार्य के बराबर होती है। एक बार यह गति तक पहुंचने के बाद शरीर गतिज ऊर्जा को बरकरार रखे, जब तक कि इसे गर्मी (घर्षण से) में परिवर्तित किया जाता है, संभावित गुरुत्व ऊर्जा (गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध चलती) या किसी अन्य प्रकार की ऊर्जा में।

ऑब्जेक्ट का द्रव्यमान खोजें मान लें कि हम एक साइकिल चालक और उसकी साइकिल की ऊर्जा को मापना चाहते हैं। मान लीजिए कि एथलीट के पास 50 किलोग्राम का द्रव्यमान है, जबकि बाइक का 20 किग्रा है - कुल द्रव्यमान मीटर यह 70 किलो के बराबर है इस बिंदु पर हम समूह "साइकिल चालक + बाइक" को 70 किलो के एक शरीर के रूप में देख सकते हैं, क्योंकि दोनों ही गति से यात्रा करेंगे।

गति की गणना करें. यदि आप पहले से ही यह जानते हैं, तो बस इसे नीचे लिखें और समस्या के साथ जारी रखें। यदि इसके बजाय आपको इसे गणना करना है, तो नीचे वर्णित विधियों में से किसी एक का उपयोग करें। याद रखें कि हमें स्केलेर स्पीड में दिलचस्पी है और वेक्टर स्पीड नहीं है (जो कि दिशा भी लेती है), हम जिस गति का उपयोग करते हैं उसका प्रतीक करने के लिए v. इस कारण से, यह हर वक्र को नजरअंदाज कर देता है और दिशा बदलता है कि साइकिल चालक ऐसा करेगा और मानता है कि वह हमेशा एक सीधी रेखा में आगे बढ़ रहे थे।

यदि सवार निरंतर गति (गति के बिना) पर चलता है, तो वह मीटर की दूरी की दूरी तय करता है और इस मूल्य को उस यात्रा से लेकर सेकंड तक की संख्या से विभाजित करता है। यह गणना आपको औसत गति देता है, जो हमारे मामले में, हर समय स्थिर है।

यदि साइकिल चालक निरंतर गति बढ़ाता है और दिशा बदल नहीं सकता है, तो वह एक निश्चित क्षण पर अपनी गति की गणना करता है टी के सूत्र के साथ "तात्कालिक गति = (त्वरण) (टी) + प्रारंभिक गति समय मापने के लिए सेकंड का उपयोग करें, मीटर प्रति सेकंड (मी / एस) की गति और मी / एस² त्वरण के लिए

नीचे सूत्र में मौजूद सभी डेटा दर्ज करें। काइनेटिक ऊर्जा = (1/2) एमवी². उदाहरण के लिए, चलो एक साइकिल चालक को 15 मी / एस की रफ्तार से देखते हैं, उसकी गतिज ऊर्जा के = (1/2) (70 किलो) (15 मी / एस)² = (1/2) (70 किलो) (15 मी / एस) (15 एम / एस) = 7875 डोमेन²/ s² = 7875 न्यूटन मीटर = 7875 जे

गतिज ऊर्जा का सूत्र काम की परिभाषा, डब्लू = एफ, और काइनेमैटिक समीकरण से अनुमानित किया जा सकता है।² = वी₀² + 2aΔs। जहां Δs को संदर्भित करता है "स्थिति में बदलाव", यही है, दूरी पर यात्रा की है।

विधि 4

जौल में हीट की गणना करें

वस्तु के द्रव्यमान को गरम करने के लिए खोजें इस ऑपरेशन के लिए पैमाने का उपयोग करें। यदि ऑब्जेक्ट एक तरल अवस्था में है, तो पहले खाली कंटेनर (तारे) को मापें। आपको इस वैल्यू को वज़न कम करने की ज़रूरत होगी, अगले तरल के द्रव्यमान को खोजने के लिए वजन। हमारे मामले में, हम मानते हैं कि वस्तु 500 ग्राम पानी से प्रतिनिधित्व करती है।

ग्राम का उपयोग करना महत्वपूर्ण है और न कि मास माप की एक अन्य इकाई, अन्यथा परिणाम जूल में नहीं होगा।

ऑब्जेक्ट की विशिष्ट गर्मी खोजें यह जानकारी रसायन विज्ञान की पुस्तकों पर उपलब्ध है, लेकिन आप इसे ऑनलाइन भी पा सकते हैं। पानी के मामले में, विशिष्ट गर्मी ग प्रत्येक डिग्री सेल्सियस के लिए 4.1 9 जूल प्रति ग्राम के बराबर या, अधिक सटीक होना, 4.855

दबाव और तापमान पर आधारित विशिष्ट गर्मी में थोड़ा बदलाव होता है। विभिन्न पाठ्यपुस्तकों और वैज्ञानिक संगठनों के मूल्यों का उपयोग "मानक तापमान" थोड़ा अलग है, तो आप यह भी पा सकते हैं कि पानी की विशिष्ट गर्मी 4.7 9 के रूप में दर्शायी गयी है।

आप डिग्री सेल्सियस के बजाय केल्विन डिग्री का उपयोग कर सकते हैं, क्योंकि तापमान का अंतर दो तराजू में स्थिर रहता है (3 डिग्री सेल्सियस तापमान बढ़ाकर वस्तु 3 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ने के बराबर है)। फारेनहाइट का उपयोग न करें, अन्यथा परिणाम जूल में व्यक्त नहीं किया जाएगा।

वर्तमान शरीर का तापमान ढूंढें यदि यह तरल सामग्री है, तो बल्ब थर्मामीटर का उपयोग करें। अन्य मामलों में एक जांच उपकरण की आवश्यकता होगी।

ऑब्जेक्ट को गर्म करें और उसका तापमान फिर से मापें। इससे आपको गर्मी की मात्रा का पता लगाया जा सकता है जो सामग्री में जोड़ा गया है

यदि आप गर्मी के रूप में संग्रहीत ऊर्जा को मापना चाहते हैं, तो आपको यह मानना चाहिए कि प्रारंभिक तापमान पूर्ण शून्य, 0 डिग्री या -273.15 डिग्री सेल्सियस पर है। यह विशेष रूप से उपयोगी नहीं है

गर्मी के आवेदन के बाद प्राप्त मूल्य से प्रारंभिक तापमान घटाएं। यह अंतर शरीर के तापमान में बदलाव को दर्शाता है। पानी के प्रारंभिक तापमान को 15 डिग्री सेल्सियस और 35 डिग्री सेल्सियस के तापमान के तापमान पर गौर करें- इस मामले में तापमान का अंतर 20 डिग्री सेल्सियस

ऑब्जेक्ट का द्रव्यमान इसकी विशिष्ट गर्मी और तापमान अंतर से गुणा करें। यह सूत्र है: एच = एम सीΔटी, जहां ΔT का मतलब है "तापमान में अंतर"। उदाहरण के डेटा के बाद, सूत्र लाता है: 500 ग्राम 4.1 9 x 20 डिग्री सेल्सियस जो 41 9 00 जम्मू है।

हीट सबसे अधिक कैलोरी या किलोकलरीज में व्यक्त की जाती है। एक कैलोरी को 1 डिग्री सेल्सियस से 1 ग्राम पानी के तापमान में वृद्धि करने के लिए आवश्यक गर्मी की मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाता है, जबकि एक किलोकलोरि 1 किलो पानी का तापमान 1 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाने के लिए आवश्यक गर्मी की मात्रा है। पिछले उदाहरण में, 500 ग्राम पानी का तापमान 20 डिग्री सेल्सियस से बढ़ाकर हमने 10,000 कैलोरी या 10 किलोकलरीज का इस्तेमाल किया।

विधि 5

जौल में विद्युत ऊर्जा की गणना करें

बिजली के सर्किट में ऊर्जा के प्रवाह की गणना करने के लिए अगले चरणों का पालन करें। ये एक व्यावहारिक उदाहरण का वर्णन करते हैं, लेकिन आप भौतिक विज्ञान समस्याओं की एक विस्तृत श्रृंखला को समझने के लिए उसी पद्धति का उपयोग कर सकते हैं। सबसे पहले आपको सूत्र के लिए शक्ति पी धन्यवाद की गणना करनी चाहिए: P = I² एक्स आर, जहां मैं amps (amp) में व्यक्त की वर्तमान तीव्रता है और आर ओम में सर्किट का प्रतिरोध है। इन इकाइयों को वाटों में बिजली प्राप्त करने की अनुमति मिलती है और इस मूल्य से जौल्स में ऊर्जा प्राप्त होती है।

एक रोकनेवाला चुनें। ये उन सर्किट के तत्व हैं जो उन पर अंकित या ओम के मूल्य के साथ विभेदित होते हैं या रंगीन पट्टियों की एक श्रृंखला के माध्यम से। आप इसे एक मल्टीमीटर या ओममीटर के साथ कनेक्ट करके एक रोकनेवाला के प्रतिरोध का परीक्षण कर सकते हैं। हमारे उदाहरण के लिए, हम 10 ओम रोधक मानते हैं।

रोकनेवाला को एक मौजूदा स्रोत से कनेक्ट करें। आप फेनस्टॉक क्लिप के साथ या मगरमच्छ की चोंच के साथ केबल का उपयोग कर सकते हैं - वैकल्पिक रूप से आप एक में रोकनेवाला सम्मिलित कर सकते हैं प्रायोगिक आधार.

कुछ समय के लिए सर्किट में वर्तमान प्रवाह को सक्रिय करता है। मान लें कि 10 सेकंड

वर्तमान की ताकत को मापें ऐसा करने के लिए, आपके पास एक एएममीटर या मल्टीमीटर होना चाहिए अधिकांश होम सिस्टम milliamps में एक विद्युत् प्रवाह का उपयोग करते हैं, अर्थात हज़ारवां एम्पीयर में - इस कारण से हम यह मानते हैं कि तीव्रता 100 मिलीमीटर या 0.1 एएमपीएस के बराबर होती है।

फार्मूला पी = I का उपयोग करें² x आर शक्ति का पता लगाने के लिए, प्रतिरोध के लिए वर्तमान के वर्ग के गुणा करें - उत्पाद आपको वाट में व्यक्त की गई शक्ति प्रदान करेगा। 0.1 एएमपीएस वर्ग के मूल्य को बढ़ाकर, आपको 0.01 एएमपीएस मिलेगी², और यह 10 ओम से गुणा करके आपको 0.1 वाट या 100 मिलीवॅट की शक्ति देता है।

उस समय के लिए शक्ति को गुणा करें जब आपने बिजली लागू की है। इस तरह आपको ज्वल्स में उत्सर्जित ऊर्जा का मूल्य मिलता है: 0.1 वाट x 10 सेकेंड = 1 जे की बिजली

यह देखते हुए कि एक जौल छोटे आकार की एक इकाई है और क्योंकि उपकरणों अक्सर वाट में कैलिब्रेटेड रहे हैं, या milliwatts किलोवाट इंगित करने के लिए कितनी ऊर्जा की खपत, विद्युत प्रवाह आपूर्तिकर्ताओं ऊर्जा किलोवाट घंटा में भस्म व्यक्त करते हैं। एक वाट प्रति सेकंड एक जौल (या एक जौल प्रति सेकंड एक वाट के बराबर) से मेल खाती है - एक किलोवाट प्रति सेकंड एक किलोोजल और एक किलोवाट प्रति सेकंड 1 किलोवाऊल के बराबर होता है। चूंकि एक घंटे में 3600 सेकंड होते हैं, 1 किलोवाट घंटा 3600 किलोवाट प्रति सेकंड, 3600 किलोज्यूल या 3,600,000 जूल के बराबर होता है।

टिप्स

माप की एक और इकाई है जो जौल से संबंधित है और यह उपाय कार्य और ऊर्जा: erg एक एआरजी एक सेंटीमीटर की दूरी पर लागू एक बल के साथ मेल खाती है एक जूल 10,000,000 युग से मेल खाती है।

चेतावनी

यद्यपि शर्तों "जौल" और "न्यूटन मीटर" उसी यूनिट का वर्णन, व्यवहार में "जौल" इसका उपयोग हर तरह की ऊर्जा और कार्य को एक सीधी रेखा में लागू करने के लिए किया जाता है। जब टोक़ को व्यक्त किया जाना चाहिए, अर्थात् एक बल जिस पर घूमता है, उस पर लागू होता है, तो इसका उपयोग करना पसंद किया जाता है "न्यूटन मीटर"।

आप की आवश्यकता होगी चीजें

कार्य या गतिज ऊर्जा:

टाइमर या स्टॉपवॉच
तुला
कोसाइन फ़ंक्शन के साथ कैलक्यूलेटर (केवल काम के लिए, यह हमेशा आवश्यक नहीं है)

बिजली:

रोकनेवाला
प्रायोगिक केबल या आधार
मल्टीमीटर (एक अलग ओममीटर और एमीटर)
एक मगरमच्छ की चोंच के साथ एक फाहनेस्टॉक अकड़ या clamps

गर्मी:

वस्तु को गर्म करने के लिए
हीट स्रोत (एक बन्सन बर्नर की तरह)
थर्मामीटर (बल्ब और जांच दोनों)
कैमिस्ट्री बुक (गरम वस्तु की विशिष्ट थर्मल क्षमता जानना)

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