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Energía y potencia. Aunque suenan como lo mismo, tienen dos propósitos distintos. Lo mismo, pues, puede decirse de las unidades que los definen: un julio y un vatio. Sin embargo, ¿qué es lo que realmente diferencia a los dos?
Más allá de la terminología, ¿cuál es la diferencia entre un julio y un vatio? ¿Y qué pasaría si pones a los dos cara a cara en un enfrentamiento? La respuesta no es tan clara. Para comprender los matices entre un julio y un vatio, primero debemos hacer una comparación completa entre los dos.
Joule vs Watt: Comparación lado a lado
5 datos imprescindibles sobre la energía y la potencia
La energía y la potencia cubren un territorio similar, pero en última instancia son distintas. Piénselo de esta manera: la energía se define como la capacidad de causar cambios, mientras que la potencia se define por la velocidad a la que se mueve la energía. año. A nivel mundial, el uso de energía continúa aumentando en un 1-2% anual. La electricidad viaja casi a la velocidad de la luz, que alcanza más de 186 mil millas por segundo. Eso es más de 670 millones de millas por hora. El sol envía más de 430 quintillones de julios de energía hacia la Tierra cada hora. Coincidentemente, solo una hora de la energía del sol podría alimentar al planeta durante todo el año. El 40% de la energía del mundo está reservada para generar electricidad. Esta electricidad puede obtenerse en cualquier lugar, desde energía hidroeléctrica, nuclear o solar (y más allá).
Joule vs Watt: ¿Cuál es la diferencia?
Examinando la comparación de arriba, es evidente que un joule y un watt son bastante diferentes. ¿Qué tan diferente, sin embargo? Podemos ver que usan diferentes símbolos y está claro que tienen diferentes equivalentes, especialmente en términos de poder humano.
Pero, ¿qué diferencia realmente al julio del vatio? Desglosemos cada unidad SI a continuación, analizando en profundidad las dos para poder distinguirlas mejor.
Explicación de Joule
Para aquellos sin experiencia en el campo de la ingeniería eléctrica , un julio y un vatio son fáciles de confundir. Después de todo, mirando el gráfico anterior, un julio equivale a 1 vatio por segundo, mientras que un vatio equivale a 1 julio por segundo. ¿Cómo podrían no ser virtualmente uno y el mismo?
Sin embargo, resulta que el debate entre julio y vatio no es tan sencillo. En verdad, los dos se usan para medir dos cosas completamente diferentes. Dicho en términos básicos, el propósito del joule es medir la cantidad de trabajo que requiere una fuerza para mover una masa en la dirección de la fuerza aplicada.
El sol envía más de 430 quintillones de julios de energía hacia la Tierra cada hora.
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Un joule también se puede usar para medir cuánta energía se convierte en calor después de que una corriente eléctrica (o amperio) se somete a una resistencia (u ohm). Una fórmula simple para calcular la cantidad de julios que se ejercen es multiplicar el trabajo necesario para mover un coulomb (C) de carga eléctrica a través de un voltio de presión eléctrica (o diferencia de potencial eléctrico).
En otras palabras, el número de culombios (C) por el número de voltios (V) es igual al número de julios (J). También puede calcular julios observando cuánto trabajo se necesita para producir un vatio de energía durante un segundo.
El julio recibe su nombre de James Prescott Joule. Conocido mejor como matemático y físico inglés (pero también como cervecero), James Prescott Joule se ha convertido en una leyenda del campo por su trabajo con el calor, la fricción y la conexión que estos elementos tienen con el trabajo mecánico.
Su trabajo se atribuye en gran parte al establecimiento de la primera ley de la termodinámica: la energía total de un sistema siempre permanecerá constante, incluso si la energía cambia físicamente de una forma a otra.
Explicación del vatio
Esta es la diferencia básica entre un julio y un vatio: un julio es una unidad de energía, mientras que un vatio es una unidad de potencia. En otras palabras, mientras que el joule se usa para medir la cantidad de trabajo que se realiza, el vatio se usa para medir la velocidad a la que se transfiere la energía.
Según el Sistema Internacional de Unidades (SI), un vatio no equivale a un julio, sino a un julio por segundo (o j/s). Cinco vatios equivalen a cinco julios por segundo, una docena de vatios equivaldrían a 12 julios por segundo, un kilovatio, o 1000 vatios, equivaldrían a 1000 julios por segundo, y la lista continúa.
La El nombre de esta unidad particular de poder deriva su nombre de un ingeniero, inventor y químico escocés llamado James Watt. El ingeniero eléctrico C. William Siemens propuso a Watt como el homónimo de la unidad en 1882, seleccionando al hombre como el próximo físico en obtener una unidad con su nombre.
Lavar una carga de la lavandería usará entre 350 y 500 vatios.
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(Anteriormente, varios otros físicos líderes de la industria habían usado sus apellidos para las unidades). Tomaría otros 16 años para que el nombre de la unidad se estandarizara oficialmente, pero cuando finalmente llegó el momento, fue aceptado con entusiasmo.
Mirando las matemáticas, en realidad es bastante simple. Se genera un vatio de potencia cuando la velocidad de un objeto se mantiene a un ritmo constante de un metro por segundo contra una fuerza opuesta constante sostenida en un newton. Eso es prácticamente hablando.
Cuando lo miras dentro del marco de la física, sin embargo, se puede descomponer en una ecuación aún más simple. Un amperio de corriente eléctrica (es decir, un amperio o 1 A) con una presión eléctrica (o diferencia de potencial eléctrico) de un voltio (o 1 V) equivale a un vatio de trabajo eléctrico. En pocas palabras, un vatio (W) es voltaje (V) por amperaje (A).
Joule vs Watt: Ejemplos del mundo real
Ahora, no es suficiente simplemente entender un julio y un vatio en un nivel matemático o teórico. Es mejor agarrarlos firmemente en función de sus implicaciones y usos en nuestra vida diaria.
¿Dónde es más probable que encuentre un joule en el mundo real? ¿Qué tal un vatio? ¿Y qué tienen que ver estas unidades SI con nosotros, de todos modos? Analicemos algunos ejemplos del mundo real de joule vs watt a continuación.
Ejemplos de Joule
Se necesitan 60 julios de electricidad para hacer funcionar una bombilla de 60 W durante un minuto. Para elevar la temperatura de un cuarto de cucharadita de agua de 0 grados Celsius a 1 grado Celsius, se necesitaría un julio. Algunos se refieren a los julios como”metros de Newton”. Esto proviene del famoso experimento de Sir Isaac Newton con manzanas que caen. Levantar una manzana un metro y dejar caer una manzana un metro liberará un julio de energía. El cuerpo humano en reposo emite 60 julios de calor cada segundo. Cuatro julios equivalen a un gramo de calorías, aproximadamente. En otras palabras, 100 gramos de calorías equivalen a unos 418 julios.
Ejemplos de vatios
Los vatios pueden considerarse el equivalente eléctrico de los caballos de fuerza. En otras palabras, 10 caballos de fuerza equivalen a 7,45 kW (o 7450 vatios). Dependiendo de la marca de su lavadora en particular, lavar una carga de ropa usará entre 350 y 500 vatios. Sin embargo, para secar las personas cercanas en la secadora se necesitarán entre 1800 y 5000 vatios. Una bombilla de 100 W que se deja encendida durante dos horas requerirá la misma cantidad de vatios que se utilizan para encender una bombilla de 40 W durante cinco horas. Veinte bombillas de 50 vatios que se dejan encendidas durante una hora usaría 1.000 vatios, o un kWh, de potencia. Un cuerpo humano en reposo solo ejercerá alrededor de 100 vatios de potencia. En comparación, un ser humano corriendo a toda velocidad generará más de 2 kW (o 2000 vatios) de potencia.
Joule vs Watt: ¿Cuál es mejor para usted?
Entonces, como hemos aprendido, un joule y un watt tienen dos propósitos similares pero, en última instancia, distintos. Uno se usa para medir energía, mientras que el otro se usa para medir potencia. Además, ahora sabemos que la energía es solo potencia multiplicada por el tiempo.
Del mismo modo, la potencia es energía dividida por el tiempo. Dicho esto, ¿qué unidad es mejor para qué propósito? Según lo que sabemos, un julio es la unidad preferida para medir la energía, mientras que un vatio es la unidad preferida para medir la potencia. Al final del día, ambos se necesitan mutuamente para que las matemáticas funcionen.
¿Cuál es la diferencia entre un julio y un vatio? Preguntas frecuentes (FAQ)
¿Cómo se calcula la potencia?
La potencia es equivalente a la energía dividida por el tiempo. La unidad de potencia es el vatio y la unidad de energía es el julio.
¿Cómo se calcula la energía?
La energía es potencia multiplicada por el tiempo. La unidad de energía es el julio y la unidad de potencia es el vatio. Además, la energía eléctrica se puede escribir como kilovatio hora o kWh.
¿Qué es un julio?
En el sistema de unidades SI, un julio es la unidad utilizada para definir energía o trabajo.
¿Qué es un vatio?
En el sistema de unidades SI, un vatio es la unidad utilizada para definir potencia.
¿Están relacionados los vatios y los julios?
Un vatio equivale a un julio por segundo, mientras que un julio equivale a un vatio por segundo. En otras palabras, una bombilla de 100 W quemaría 100 julios por segundo cuando se enciende.