焦耳

  本文介紹的是能量的单位焦耳。關於物理学家焦耳，請見「詹姆斯·焦耳」。

焦耳（簡稱焦）是國際單位制中能量、功或热量的導出單位，符号為J。在古典力學裏，1焦耳等於施加1牛頓作用力經過1米距離所需的能量（或做的機械功）。在電磁學裏，1焦耳等於將1安培電流通過1歐姆電阻1秒時間所需的能量。焦耳是因紀念物理學家詹姆斯·焦耳而命名。

焦耳
单位制	国际单位制导出单位
物理量名称	能量
符号	J
得名	詹姆斯·普雷斯科特·焦耳
單位換算
1 J	相当于
国际单位制基本单位	千克⋅米2⋅秒−2
厘米-克-秒制	7007100000000000000♠1×107 爾格
千瓦·時	7000100079999999999♠2.78×10−7 kW·h
卡路里 (热化学)	6996239000000000000♠2.390×10−4 kcalth
英热单位	7000100019294828376♠9.48×10−4 BTU
電子伏特	6999999758127888000♠6.24×1018 eV

以其它單位表示，

${\rm {1\ J=1\ N\cdot m=\left({\frac {kg\cdot m}{s^{2}}}\right)\cdot m={\frac {kg\cdot m^{2}}{s^{2}}}=Pa\cdot m^{3}=1\ W\cdot s\,\!}}$。

1焦耳也可以定義為

• 移動1庫侖電荷通過1伏特電壓差所需做的功，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。

与力矩单位的混淆

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。力矩與能量的物理意義完全不同。

就物理量本身来说，能量由力和距离点乘得到，是标量；力矩由力和距离叉乘得到，是矢量，两者有根本的不同。

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；也等於在地心引力影響下將一個質量為102克的蘋果抬高一米；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：

• 1×10⁷ 爾格
• 6.24150974×10¹⁸ 電子伏特
• 0.239 小卡路里
• 9.4782×10⁻⁴ 英國熱量單位（British thermal unit，BTU）
• 0.737 呎·磅 力（foot-pounds force）
• 23.7 呎·磅（foot-pounds）
• 2.7778×10⁻⁷ 千瓦·小時
• 2.7778×10⁻⁴ 瓦特·小時

以焦耳定義的單位

• 1 小卡路里= 4.184焦耳
• 1 watt hour = 3600焦耳
• 1 kilowatt hour = 3.6×10⁶焦耳
• 1 噸黃色炸藥 = 4.184×10⁹焦耳

參閱

• 單位轉換
• 數量級 (能量)
• 瓦特
• 能量
• 牛頓 (單位)

外部連結

• 焦耳的單位轉換
• 加拿大的Worsley小學解釋質能方程式的網頁。