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Energia e potência. Embora pareçam a mesma coisa, eles servem a dois propósitos distintos. O mesmo, então, pode ser dito para as unidades que os definem: um joule e um watt. O que realmente diferencia os dois?
Olhando além da terminologia, qual é a diferença entre um joule e um watt? E o que aconteceria se você colocasse os dois frente a frente? A resposta não é tão clara. Para entender as nuances entre um joule e um watt, primeiro precisamos fazer uma comparação completa entre os dois.
Joule vs Watt: comparação lado a lado
5 fatos que você deve saber sobre energia e potência
Energia e potência cobrem um território semelhante, mas são diferentes. Pense assim: a energia é definida como a capacidade de causar mudanças, enquanto o poder é definido pela taxa na qual a energia se move. Em média, na América, uma casa usará cerca de 11.000 kWh (ou quilowatts-hora) de eletricidade em um único ano. Globalmente, o uso de energia continua a aumentar de 1 a 2% ao ano. A eletricidade viaja quase à velocidade da luz, que atinge mais de 186 mil milhas por segundo. Isso é mais de 670 milhões de milhas por hora. O sol envia mais de 430 quintilhões de joules de energia para a Terra a cada hora. Coincidentemente, apenas uma hora de energia do sol poderia abastecer o planeta durante todo o ano. 40% da energia mundial é reservada para a geração de eletricidade. Essa eletricidade pode ser obtida em qualquer lugar, desde energia hidrelétrica, nuclear ou solar (e além).
Joule x Watt: qual é a diferença?
Examinando a comparação lado a lado acima, fica claro que um joule e um watt são bem diferentes. Quão diferente, no entanto? Podemos ver que eles usam símbolos diferentes e é claro que eles têm equivalentes diferentes – especialmente em termos de poder humano.
Mas o que realmente diferencia o joule do watt? Vamos detalhar cada unidade SI abaixo, analisando detalhadamente as duas para melhor distinguir entre elas.
Joule explicado
Para aqueles inexperientes no campo da engenharia elétrica , um joule e um watt são fáceis de se confundir. Afinal, olhando o gráfico acima, um joule equivale a 1 watt por segundo, enquanto um watt equivale a 1 joule por segundo. Como eles poderiam não ser virtualmente um e o mesmo?
Acontece que, no entanto, o debate joule x watt não é tão simples. Na verdade, os dois são usados para medir duas coisas completamente diferentes. Em termos básicos, o objetivo do joule é medir a quantidade de trabalho necessária para uma força mover uma massa na direção da força que está sendo aplicada.
O sol envia mais de 430 quintilhões de joules de energia para a Terra a cada hora.
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Um joule também pode ser usado para medir quanta energia é convertida em calor depois que uma corrente elétrica (ou ampère) é submetida a uma resistência (ou ohm). Uma fórmula simples para calcular o número de joules sendo exercido é multiplicar o trabalho necessário para mover um coulomb (C) de carga elétrica através de um volt de pressão elétrica (ou diferença de potencial elétrico).
Em outras palavras, o número de coulombs (C) vezes o número de volts (V) é igual ao número de joules (J). Você também pode calcular joules observando quanto trabalho é necessário para produzir um watt de potência por um segundo.
O joule recebe o nome de James Prescott Joule. Mais conhecido como matemático e físico inglês (mas também como cervejeiro), James Prescott Joule tornou-se uma lenda do campo por seu trabalho com calor, fricção e a conexão que essas coisas têm com o trabalho mecânico.
Seu trabalho é amplamente creditado por ter levado ao estabelecimento da primeira lei da termodinâmica: a energia total de um sistema sempre permanecerá constante, mesmo que a energia mude fisicamente de uma forma para outra.
Watt explicado
Aqui está a diferença básica entre um joule e um watt: um joule é uma unidade de energia, enquanto um watt é uma unidade de potência. Em outras palavras, enquanto o joule é usado para medir a quantidade de trabalho realizado, um watt é usado para medir a taxa de transferência de energia.
Com base no Sistema Internacional de Unidades (SI), um watt é equivalente não a um joule, mas a um joule por segundo (ou j/s). Cinco watts são equivalentes a cinco joules por segundo, uma dúzia de watts equivaleria a 12 joules por segundo, um quilowatt-ou 1.000 watts-seria equivalente a 1.000 joules por segundo, e a lista continua.
A O nome para esta unidade particular de poder deriva de um engenheiro, inventor e químico escocês chamado James Watt. O engenheiro elétrico C. William Siemens propôs Watt como o homônimo da unidade em 1882, selecionando o homem como o próximo físico a obter uma unidade com o nome deles.
Lavar uma carga de a lavanderia usará de 350 a 500 watts.
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(Anteriormente, vários outros físicos líderes da indústria tinham seus sobrenomes usados para unidades.) Levaria mais 16 anos que o nome da unidade fosse oficialmente padronizado, mas quando finalmente chegou a hora, foi abraçado com entusiasmo.
Olhando para a matemática, é realmente muito simples. Um watt de potência é gerado quando a velocidade de um objeto é mantida a uma taxa constante de um metro por segundo contra uma força oposta constante sustentada em um newton. Isso é praticamente falando.
Quando você olha para ele dentro da estrutura da física, no entanto, pode ser dividido em uma equação ainda mais simples. Um ampère de corrente elétrica (isto é, um ampère, ou 1 A) com uma pressão elétrica (ou diferença de potencial elétrico) de um volt (ou 1 V) é igual a um watt de trabalho elétrico. Simplificando, um watt (W) é a tensão (V) vezes a amperagem (A).
Joule vs Watt: exemplos do mundo real
Agora, não basta simplesmente entender um joule e um watt em um nível matemático ou teórico. É melhor compreendê-los com firmeza com base em suas implicações e usos em nossas vidas diárias.
Onde você provavelmente encontrará um joule no mundo real? Que tal um watt? E o que essas unidades do SI têm a ver conosco, afinal? Vamos detalhar alguns exemplos do mundo real de joule x watt abaixo.
Exemplos de Joule
São necessários 60 joules de eletricidade para acender uma lâmpada de 60 W por um minuto. Para aumentar a temperatura de uma um quarto de colher de chá de água de 0 graus Celsius a 1 grau Celsius, levaria um joule. Alguns se referem a joules como”metros de Newton”. Isso vem do famoso experimento de Sir Isaac Newton com maçãs caindo. Levantar uma maçã um metro e deixar cair uma maçã um metro liberarão um joule de energia. O corpo humano em repouso libera 60 joules de calor a cada segundo. Quatro joules equivalem a um grama de calorias, aproximadamente. Em outras palavras, 100 gramas de calorias equivalem a cerca de 418 joules.
Exemplos de Watts
Watts podem ser considerados o equivalente elétrico da potência. Em outras palavras, 10 cavalos de potência equivalem a 7,45 kW (ou 7.450 watts). Dependendo da marca da sua máquina de lavar, lavar uma carga de roupa usará de 350 a 500 watts. No entanto, secar os que estão próximos na secadora exigirá entre 1.800 e 5.000 watts. Uma lâmpada de 100 W deixada acesa por duas horas exigirá o mesmo número de watts usados para alimentar uma lâmpada de 40 W por cinco horas. Vinte lâmpadas de 50 watts deixadas acesas por uma hora usaria 1.000 watts, ou um kWh, de potência. Um corpo humano em repouso só exercerá cerca de 100 watts de potência. Um humano correndo a toda velocidade, em comparação, gerará mais de 2 kW (ou 2.000 watts) de potência.
Joule vs Watt: qual é o melhor para você?
Assim, como aprendemos, um joule e um watt servem a dois propósitos semelhantes, mas distintos. Um é usado para medir energia, enquanto o outro é usado para medir potência. Além disso, agora sabemos que energia é apenas potência multiplicada pelo tempo.
Da mesma forma, potência é energia dividida pelo tempo. Com isso dito, qual unidade é melhor para qual finalidade? Com base no que sabemos, um joule é a unidade preferida para medir energia, enquanto um watt é a unidade preferida para medir potência. No final das contas, ambos precisam um do outro para que a matemática funcione.
Qual é a diferença entre um Joule e um Watt? Perguntas frequentes (perguntas frequentes)
Como você calcula a potência?
A potência é equivalente à energia dividida pelo tempo. A unidade de potência é o watt e a unidade de energia é o joule.
Como você calcula a energia?
Energia é a potência multiplicada pelo tempo. A unidade de energia é o joule e a unidade de potência é o watt. Além disso, a energia elétrica pode ser escrita como quilowatt-hora ou kWh.
O que é um joule?
No sistema de unidades do SI, um joule é a unidade usada para definir energia ou trabalho.
O que é um watt?
No sistema de unidades SI, um watt é a unidade usada para definir potência.
Watts e joules estão relacionados?
Um watt é equivalente a um joule por segundo, enquanto um joule é equivalente a um watt por segundo. Em outras palavras, uma lâmpada de 100 W queimaria 100 joules por segundo quando ligada.