Julio (unidad)

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Joule
Estándar Unidades derivadas del Sistema Internacional
Magnitud Energía, trabajo y calor
Símbolo J
Nombrada en honor de James Prescott Joule
Equivalencias 1 J:
Unidades básicas del Sistema Internacional kg m2/s2
Sistema CGS 107 ergios

El julio (en inglés y también en español: joule;[1] pronunciado jul) es la unidad derivada del Sistema Internacional utilizada para medir energía, trabajo y calor. Como unidad de trabajo, el joule se define como la cantidad de trabajo realizado por una fuerza constante de un newton para desplazar una masa de un kilogramo, un metro de longitud en la misma dirección de la fuerza.

En esta definición, al ser tan específica, no se consideran tipos de resistencia como el roce del aire. Su símbolo es J, con mayúscula, como todos los símbolos de unidades del SI que derivan de nombres de persona.

La unidad julio se puede definir como:

  • el trabajo necesario para mover una carga eléctrica de un culombio a través de una tensión (diferencia de potencial) de un voltio. Es decir, un voltio-columbio (V·C). Esta relación se puede utilizar, a su vez, para definir la unidad voltio.
  • el trabajo necesario para producir un vatio (watt) de potencia durante un segundo. Es decir, un vatio-segundo (W·s). Esta relación es, además, utilizable para definir el vatio.

Puede utilizarse para medir calor, el cual es energía cinética (movimiento en forma de vibraciones) a escala atómica y molecular de un cuerpo.

Toma su nombre en honor del físico James Prescott Joule.

Equivalencias[editar]

El símbolo del julio es J (sin punto). Equivale a:

\mathrm{
1\,J = 1\,N \cdot m =
\left (kg \cdot \frac{m}{s^2} \right ) \cdot m =
\frac{kg \cdot m^2}{s^2}
}

Donde N representa newtons; m, metros; kg: kilogramos; s: segundos.

Un julio equivale a
1 N·m (newton·metro)
1 W·s (vatio·segundo)
6,2415 × 1018 (eV)
1 C·V (culombio·voltio)
0,00987 atm·L (atmósfera · litro)
1 Pa·m3 (pascal · metro cúbico)
0,238902957 cal (calorías)
Otras equivalencias
1 W h (vatio·hora) = 3 600 J (joules)
1 kW h (kilovatio·hora) = 3,6 × 106 J
1 cal = 4,187 J
1 kcal = 1 000 cal = 4 187 J
1 tonelada equivalente de petróleo = 41,84 × 109 J = 11 622 kilovatios hora
1 tonelada equivalente de carbón = 29,3 × 109 J = 8 138,9 kilovatios hora
1 g de TNT = 4 184 J ~ 1 kcal

Equivalencias prácticas aproximadas[editar]

Para tener una idea de la magnitud de un julio, existen varios ejemplos en la vida cotidiana que pueden aportar alguna idea de dicha cantidad de energía. Un julio es, aproximadamente, la:[2]

  • Energía necesaria para lanzar una manzana pequeña un metro hacia arriba.
  • Energía liberada cuando una manzana pequeña cae un metro hacia el suelo.
  • Energía liberada por una persona en reposo en una centésima de segundo.
  • Energía cinética (movimiento) de una bola de tenis de 56 gramos a 22 km/h ó 6 m/s.
  • Centésima parte de la energía que una persona puede recibir bebiendo una gota de cerveza.
  • Energía cinética de un humano adulto que se mueve a una velocidad de alrededor de 20 cm/s.
  • Energía necesaria para calentar un gramo de agua a 15 °C alrededor de 0,239 kelvin.

Múltiplos del SI[editar]

A continuación se presenta una tabla de los múltiplos y submúltiplos del Sistema Internacional de Unidades.


Múltiplos del Sistema Internacional para julio (J)
Submúltiplos Múltiplos
Valor Símbolo Nombre Valor Símbolo Nombre
10−1 J dJ decijulio 101 J daJ decajulio
10−2 J cJ centijulio 102 J hJ hectojulio
10−3 J mJ milijulio 103 J kJ kilojulio
10−6 J µJ microjulio 106 J MJ megajulio
10−9 J nJ nanojulio 109 J GJ gigajulio
10−12 J pJ picojulio 1012 J TJ terajulio
10−15 J fJ femtojulio 1015 J PJ petajulio
10−18 J aJ attojulio 1018 J EJ exajulio
10−21 J zJ zeptojulio 1021 J ZJ zettajulio
10−24 J yJ yoctojulio 1024 J YJ yottajulio
Los prefijos más comunes de la unidad están en negritas.

Esta unidad del Sistema Internacional es nombrada así en honor a James Prescott Joule. En las unidades del SI cuyo nombre proviene del nombre propio de una persona, la primera letra del símbolo se escribe con mayúscula (J), en tanto que su nombre siempre empieza con una letra minúscula (julio), salvo en el caso de que inicie una frase o un título.

Basado en The International System of Units, sección 5.2.


Orden de magnitud[editar]

El julio es una unidad de energía muy pequeña para la vida corriente. Aproximadamente, un julio es la cantidad de energía necesaria para levantar 1 kg una altura de 10 cm en la superficie terrestre. Una patada de un deportista puede tener una energía de unos 200 J; una bombilla de bajo consumo de 20 W durante 8 horas gasta unos 600 000 J; y el consumo eléctrico de una familia media durante un mes puede ser de 1 000 000 000 J (unos 278 kW h).

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. «joule», Diccionario de la lengua española (22.ª edición), Real Academia Española, 2001, http://lema.rae.es/drae/?val=joule 
  2. Ristinen, Robert A., and Jack J. Kraushaar. Energy and the Environment. 2nd ed. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc., 2006.

Enlaces externos[editar]