Obsah
„Moc“ je jedným z mnohých termínov používaných voľne v každodennom diskurze, ktorý má vo fyzike veľmi špecifický význam. Iní zahŕňajú silu, hmotnosť, energiu, prúd - zoznam je nekonečný.
Vo fyzickej rovine je energia jednoducho energia za jednotku času alebo alternatívne práca za jednotku času, pretože práca a energia sú vyjadrené v rovnakých jednotkách - zvyčajne jouloch (J), čo je SI alebo štandardná medzinárodná jednotka, ale tiež ergy alebo, vo výpočtoch, kde sa zvažuje teplo, buď kalórie alebo BTU. Energia je zase výsledkom sily a vzdialenosti. Sila, jednotka SI, pre ktorú je newton, je súčinom hmotnosti a zrýchlenia.
To všetko je však iba pozadie. Niekedy je potrebné vyjadriť energiu z hľadiska tepla prepojením týchto rôznych jednotiek v čase pomocou násobenia alebo delenia. Príkladom takejto konverzie je watt na BTU.
Základné deriváty
Sila, ako je uvedené, je súčin hmotnosti a zrýchlenia:
F = ma
Tu v schéme SI má sila jednotky newtonov, hmotnosť je vyjadrená v kilogramoch a zrýchlenie sa meria v metroch za sekundu na druhú alebo m / s2.
Keď sila pôsobí na objekt a spôsobuje jeho pohyb, je produktom použitej sily a vzdialenosti, ktorú sa objekt pohybuje, energia potrebná na vykonanie úlohy. Jednotka SI, joule, sa dá vyjadriť na zjednodušenie niektorých výpočtov ako newtonmeter.
Napokon, energetická produkcia za jednotku času poskytuje energiu. Opäť sa držia jednotiek SI, jouly delené sekundami sa redukujú na ďalšiu jednotku SI, watt. 1 watt (W) je teda jedna joule energie spotrebovanej v priebehu jednej sekundy (1 J / s).
Energia a sila v každodennom svete
Keď narazíte na odkaz na výkon motora, povedzme na automobil, vidíte formálne vyhlásenie o sile tohto motora stroja. 1 konský výkon (hp) sa rovná 745,7 wattu. Pretože výkon motorových vozidiel je zvyčajne v stovkách, môžete vidieť, že na každodenné účely nie je watt a joule príliš veľké množstvo energie alebo energie.
Ako príklad je možné uviesť, že 1 joule je približne také množstvo energie, ktoré je potrebné na zdvihnutie 100 gramového (0,1 kg) objektu, ako je napríklad jablko, 1 meter smerom nahor proti gravitačnej sile pôsobiacej v opačnom smere vykonávanej práce.
Výstup BTU
BTU, skratka pre British Thermal Unit, je definovaná ako množstvo tepla (energie) potrebné na zvýšenie teploty 1 libry vody o 1 stupeň Fahrenheita. To predstavuje komplikáciu vo väčšine fyzikálnych problémov, kde sa hmotnosť meria v kilogramoch (alebo rôznych výkonoch desať kilogramov) a stupne sa merajú v stupňoch Celzia, nazývaných aj stupnica Celzia. 1 BTU pracuje na 1055,056 joulov alebo ekvivalentne na 1 BTU = 1055,056 watt-sekúnd.
Tepelný výkon
Niekedy je užitočné vypočítať rozptyl tepla zo spotreby energie v domácnosti alebo kancelárii. Verejnoprospešné spoločnosti merajú množstvo energie, ktorú zariadenie používa, často za mesiac, v kilowatthodinách alebo kWh. Pamätajúc na to, že energia je energia za jednotku času, vyplýva z toho, že energia je energia násobená časom. Poskytovatelia služieb používajú radšej kilowatty krát hodiny ako jednotku SI wattov krát sekundy alebo jouly, aby boli čísla pohodlnejšie použiteľné.
Najzákladnejšou konverziou medzi meraním vo wattoch, konkrétne kWh, a BTU je:
1 kWh = 3,412 BTU
Pretože jednotky wattov a BTU sú rôzne, musíte sa rozhodnúť o časovom rámci, v ktorom sa tieto množstvá majú vzťahovať. Ďalšie príklady nájdete na prepojenej stránke RapidTables (v časti Zdroje).