氢原子百科 
焦耳（英语：joule）[1]，简称焦，是国际单位制中能量、功或热量的导出单位，符号为J[5][4]。1N的力使物体在其力的方向上产生1m的位移，该力所作的功为1J。[4]也是当一安培的电流通过一欧姆的电阻一秒钟时以热量形式耗散的能量。[5]也表示功率为1瓦(W)的设备在1秒钟内所做的功或发出的热量。[3]
1840年到1841年间，英国物理学家詹姆斯・普雷斯科特・焦耳(James Prescott Joule)提出了焦耳定律，这一定律首次提出了传导电流将电能转换为热能的结论，同时还指出了它们之间的比例关系。[6]为纪念英国物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳，[1]1948年第九届CGPM（国际计量大会）通过决议，确定用焦耳作为热量的单位，并规定除了物理学中的电子伏特外，所有能量的单位均用焦耳。[7]
历史
1840年12月，英国物理学家詹姆斯・普雷斯科特・焦耳(James Prescott Joule)在英国皇家学会上宣读了关于电流生热的论文，提出电流通过导体产生热量的定律；第二年，焦耳又进一步发现，载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I的平方、导体的电阻R和通电时间t成比例。而在1842年时，俄国物理学家海因里希·楞次也独立发现了上述的关系，因此最终焦耳定律也被称为“焦耳一楞次定律”。[6]由于焦耳在热学、热力学和电方面的贡献，英国皇家学会授予他最高荣誉的科普利奖章（CopleyMedal）。后人为了纪念他，把能量或功的单位命名为“焦耳”，简称“焦”，并用焦耳姓氏的第一个字母“J”来标记热量。[1]
早在1888年焦耳就被作为计量单位的名称提出来了。1889年国际电工委员会批准在电工电子领域使用焦耳。[4]根据能量守恒原理，不同形式的能量可以相互转换，但不能自生、自灭：功可以转换为热能，电能也可以转换为热能。因此：随着电学标准的建立和电测量准确度的提高，用焦耳作为热量单位的优越性就显示了出来，于是1948年第九届CGPM通过决议，确定用焦耳作为热量的单位，并规定除了物理学中的电子伏特外，所有能量的单位均用焦耳，原有的各种能量单位不再使用。[7]
热学定义
热量和功一样，都应具有与能量相同的单位。所以热量的法定计量单位是焦耳，单位的符号为J。焦耳在热力学中的单位表明热力学中膨胀功的单位和气压与体积单位的关系为1焦耳（J）=1帕斯卡米3（）。[10][5]
电学定义
1国际焦耳是1国际安培电流在1国际欧姆电阻上1秒钟内消耗的电能。[5]焦耳是电功的国际单位，但焦耳的单位值是很小的，所以在我们日常生活中几乎用不到，一般是用“度”做电功的单位，就是我们平日里所说的一度电、两度电的“度”。在技术中被叫作千瓦时，用“KW·h”来表示。[11]其定义式为1焦耳（J）=1伏特安培秒（）。[5]
1kW·h=3.6×108J
1W·h=3600J[12]
功率定义
1焦耳表示功率为1瓦(W)的设备在1秒钟内所做的功或发出的热量。[3]在物理学中，用功率表示物体做功的快慢，用功与做功所用的时间之比来定义功率，其表达式为P=W/t，W表示功国际单位是焦耳(J)，t表示时间，国际单位是秒(s)，P表示功率，国际单位是瓦特(W)，简称瓦，1W=1J/s.功率的单位还有千瓦(kW)、兆瓦(MW)。[13]其定义式为1焦耳（J）=1瓦特秒（）。[5]
力学定义
1焦耳是1牛顿力的作用点在力的方向上移动1米距离所做的功。[5]机械功(能)的国际统一单位为牛顿米(Nm)，它由力的单位“牛顿”和长度单位“米”组成，在数值上也等于焦耳，即1焦耳（J）=1牛顿米（）。[5][14]
换算
| 尔格，erg | 焦耳，J | 千克力·米，kgf·m | 千瓦时，kW·h | 千卡，kcal（国际蒸气表卡） | 升·大气压，L·atm |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 10-7 | 0.102×10-7 | 27.78×10-15 | 23.9×10-12 | 9.869×10-10 |
| 107 | 1 | 0.102 | 277.8×10-9 | 239×10-6 | 9.869×10-3 |
| 9.807×107 | 9.807 | 1 | 2.724×10-4 | 2.342×10-3 | 9.679×10-2 |
| 36×1012 | 3.6×106 | 367.1×103 | 1 | 859.845 | 3.553×104 |
| 41.87×109 | 4186.8 | 426.935 | 1.163×10-3 | 1 | 41.29 |
| 1.013×109 | 101.3 | 10.33 | 2.814×10-5 | 0.024218 | 1 |
焦耳定律
电流流过导体时导体会发热，这种现象称为电流的热效应。电热锅、电饭煲和电热水器等都是利用电流的热效应来工作的。英国物理学家焦耳通过实验发现：电流流过导体，导体发出的热量与导体流过的电流、导体的电阻和通电的时间有关。焦耳定律的具体内容是，电流流过导体产生的热量，与电流的二次方及导体的电阻成正比，与通电时间也成正比。由于这个定律除了由焦耳发现外，俄国科学家楞次也通过实验独立发现,故该定律又称焦耳-楞次定律。[16]
或[6]
其中Q（热量）、I（电流）、R（电阻）、t（时间）、P（热功率）各量的单位依次为焦耳、安培、欧姆、秒和瓦特。焦耳定律是设计电照明，电热设备及计算各种电气设备温升的重要公式。[6]
根据欧姆定律，焦耳定律的公式亦可表示为：或。[6]
食物热量
1g碳水化合物可以提供16.7kJ（4kcal）能量；1g蛋白质可以提供16.7kJ（4kcal）能量：1g脂肪可以提供37.7kJ（9kcal）能量
1g酒精可以提供29.3KJ能量。[8]
| 大豆 | 390千卡/100克 | 燕麦 | 338千卡/100克 | 绿豆 | 329千卡/100克 | 红豆 | 309千卡/100克 |
| 鸡胸脯肉 | 118千卡/100克 | 虾仁 | 199千卡/100克 | 鲤鱼 | 109千卡/100克 | 鲫鱼 | 108千卡/100克 |
| 牛瘦肉 | 106千卡/100克 | 猪瘦肉 | 143千卡/100克 | 酸奶 | 86干卡/100克 | 牛奶 | 54千卡/100克 |
| 鸡蛋 | 139千卡/100克 | 土豆 | 83千卡/100克 | 空心菜 | 23千卡/100克 | 大白菜 | 20千卡/100克 |
| 草莓 | 32千卡/100克 | 苹果 | 53千卡/100克 | 韭菜 | 29千卡/100克 | 黄瓜 | 16千卡/100克 |
注（1cal=4.1868J）
运动消耗热量
| 运动项目 | 消耗热量（焦耳/30分钟） | 运动功效 |
|---|---|---|
| 游泳 | 730 | 协调全身动作 |
| 田径 | 1880 | 锻炼人体全身 |
| 篮球 | 1000 | 增强身体的灵活性和心肺功能 |
| 排球 | 730 | 增强灵活性、弹跳力和体力 |
| 散步 | 300 | 增强心肺功能，活动关节 |
| 跳绳 | 1670 | 改善人体姿态，适合35岁以下 |
| 慢跑 | 1250 | 有益于心肺和血液循环 |
| 自行车 | 1370 | 十分有利于心、肺、腿的锻炼 |
| 乒乓球 | 750 | 锻炼重心的移动和协调性 |
震级
地震的度量指标为震级，即反映地震释放出的能量。[9]
| 震级 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 能量（焦耳） | 2×106 | 6.3×107 | 2×109 | 6.3×1010 | 2×1012 |
| 震级 | 6 | 7 | 8 | 8.9 | |
| 能量（焦耳） | 6.3×1013 | 2×1015 | 6.3×1015 | 1.4×1018 |
参考资料 18
- https://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/ChlQZXJpb2RpY2FsQ0hJTmV3UzIwMjMwODMxEg1kZGx2MjAxNzE1MjIyGghnNnkxbzloNQ%3D%3D
- https://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/ChlQZXJpb2RpY2FsQ0hJTmV3UzIwMjMwODMxEg96Z2dseWwyMDA2MTIwMTgaCHFiMXA0bjJs
- https://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?dbname=cjfd1980&filename=hxtb198001008&dbcode=cjfq
- 参考 6
- 参考 7
- 参考 8
- 参考 9
- 参考 10
- 参考 11
- 参考 12
- https://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/ChlQZXJpb2RpY2FsQ0hJTmV3UzIwMjMxMjI2EhR6eHNzbGgtY3NzeTIwMjMyMjAwNRoIMzh4b3JmaDQ%3D
- 参考 14
- 参考 15
- 参考 16
- 参考 17
- 参考 18