विषय

• कदम बढ़ाने के लिए
• विधि 1 की 4: जूल में काम की गणना
• विधि 2 की 4: जूल में गतिज ऊर्जा की गणना
• विधि 3 की 4: विद्युत ऊर्जा के रूप में जूल की गणना
• विधि 4 की 4: जूल में गर्मी की गणना
• टिप्स
• चेतावनी
• नेसेसिटीज़

अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जेम्स एडवर्ड जूल के नाम पर जूल (J), अंतर्राष्ट्रीय मीट्रिक प्रणाली की सबसे महत्वपूर्ण इकाइयों में से एक है। जूल का उपयोग कार्य, ऊर्जा और गर्मी की एक इकाई के रूप में किया जाता है और विज्ञान में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यदि आप चाहते हैं कि आपका उत्तर जूल में हो, तो हमेशा मानक वैज्ञानिक इकाइयों का उपयोग करें।

कदम बढ़ाने के लिए

विधि 1 की 4: जूल में काम की गणना

1. श्रम की परिभाषा। कार्य को एक निश्चित दूरी को स्थानांतरित करने के लिए किसी वस्तु पर लागू एक निरंतर बल के रूप में परिभाषित किया गया है। यदि एक से अधिक बल नहीं लगाए जाते हैं, तो इसकी गणना की जा सकती है शक्ति एक्स दूरी, और जूल की इकाइयों में लिखा जा सकता है (एक "न्यूटन मीटर" के बराबर)। हमारे पहले उदाहरण में, हम एक व्यक्ति को लेते हैं जो फर्श से छाती की ऊंचाई तक वजन जोड़ना चाहता है, और हम गणना करते हैं कि उस व्यक्ति ने कितना काम किया है।
   • आंदोलन की दिशा में बल लागू किया जाना चाहिए। किसी वस्तु को पकड़कर आगे बढ़ने पर, वस्तु पर कोई काम नहीं किया जाता है, क्योंकि आप वस्तु को उसके आंदोलन की दिशा में नहीं ले जा रहे हैं।
2. ले जाया जा रहा वस्तु का द्रव्यमान निर्धारित करें। किसी वस्तु के द्रव्यमान को स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक बल की गणना करने की आवश्यकता होती है। हमारे उदाहरण में, हम बताते हैं कि वजन में 10 किलो का द्रव्यमान है।
   • पाउंड या अन्य इकाइयों का उपयोग न करें जो मानक नहीं हैं या अंतिम उत्तर जूल में नहीं होगा।
3. बल की गणना करें। बल = द्रव्यमान एक्स त्वरण। हमारे उदाहरण में, वजन को सीधे ऊपर उठाना, जिस त्वरण को हम दूर करने की कोशिश कर रहे हैं, वह गुरुत्वाकर्षण के बराबर है, 9.8 मीटर / से नीचे। (10 किलो) x (9.8 m / s) = 98 kg m / s = 98 Newtons (N) का उपयोग करके वजन उठाने के लिए आवश्यक बल की गणना करें।
   • यदि वस्तु को क्षैतिज रूप से स्थानांतरित किया जाता है, तो गुरुत्वाकर्षण अप्रासंगिक है। इसके बजाय, समस्या आपको घर्षण प्रतिरोध पर काबू पाने के लिए आवश्यक बल की गणना करने के लिए प्रेरित कर सकती है। यदि यह दिया जाता है कि वस्तु का त्वरण क्या है जब इसे धक्का दिया जाता है, तो आप द्रव्यमान द्वारा दिए गए त्वरण को गुणा कर सकते हैं।
4. जिस दूरी पर वस्तु को ले जाया जा रहा है उसे मापें। इस उदाहरण में, हम मानते हैं कि वजन 1.5 मीटर (एम) उठा लिया गया है। दूरी को मीटर में मापा जाना चाहिए, अन्यथा अंतिम उत्तर जूल में दर्ज नहीं किया जा सकता है।
5. दूरी से बल को गुणा करें। 98 न्यूटन 1.5 मीटर का वजन उठाने के लिए, आपको 98 x 1.5 = 147 जॉल्स काम करना होगा।
6. कोण पर चलती वस्तुओं के लिए श्रम की गणना करें। ऊपर हमारा उदाहरण सरल था: किसी ने वस्तु पर एक ऊपर की ओर बल लगाया, और वस्तु ऊपर चली गई। कभी-कभी बल की दिशा और वस्तु की गति समान नहीं होती है, क्योंकि कई बल वस्तु पर कार्य करते हैं। निम्नलिखित उदाहरण में हम गणना करने जा रहे हैं कि 30º के कोण पर स्लेज से जुड़ी रस्सी को खींचकर बर्फ के माध्यम से 25 मीटर की दूरी पर एक स्लेज 25 मीटर खींचने के लिए कितने जूल लेता है। निम्नलिखित होल्ड करता है: कार्य = बल x cos (holds) x दूरी। "प्रतीक" ग्रीक अक्षर "थीटा" है, जो बल की दिशा और आंदोलन की दिशा के बीच के कोण का प्रतिनिधित्व करता है।
7. लागू कुल बल का निर्धारण करें। इस समस्या में हम कहते हैं कि कोई व्यक्ति 10 न्यूटन के बल के साथ रस्सी खींचता है।
   • यदि एक बल "दाईं ओर," "ऊपर" या "गति की दिशा में" पहले से ही दिया गया है, तो "बल x cos (") "गणना" के रूप में है, और आप मानों को गुणा करने के लिए आगे बढ़ सकते हैं।
8. संबंधित बल की गणना करें। बल का केवल हिस्सा गाड़ी को आगे खींचता है। क्योंकि रस्सी एक कोण पर होती है, शेष बल गाड़ी को ऊपर उठाने की कोशिश करता है, जिससे गुरुत्वाकर्षण प्रभावित होता है। आंदोलन की दिशा में बल की गणना करें:
   • हमारे उदाहरण में, जमीन और रस्सी के बीच का कोण angle 30 angle है।
   • Cos (ate) की गणना करें। cos (30 2) = (√3) / 2 = लगभग 0.866। आप इस मान को खोजने के लिए एक कैलकुलेटर का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन सुनिश्चित करें कि आपका कैलकुलेटर सही इकाई का उपयोग करता है क्योंकि कोण (डिग्री या तकनीशियन) में निर्दिष्ट है।
   • कुल बल x cos (θ) को गुणा करें। हमारे उदाहरण में, गति की दिशा में 10N x 0.866 = 8.66 N।
9. गुणा x दूरी। अब जब हम जानते हैं कि गति की दिशा में कितना बल लगाया जा रहा है, तो हम हमेशा की तरह काम की गणना कर सकते हैं। हमारी समस्या हमें बताती है कि गाड़ी को 20 मीटर आगे बढ़ाया गया है, इसलिए हम 8.66 एन x 20 मीटर = 173.2 काम की गणना करते हैं।

विधि 2 की 4: जूल में गतिज ऊर्जा की गणना

1. कुछ गतिज ऊर्जा को समझें। गति के रूप में काइनेटिक ऊर्जा ऊर्जा की मात्रा है। ऊर्जा के किसी भी रूप के साथ, यह जूल में व्यक्त किया जा सकता है।
   • गतिज ऊर्जा एक निश्चित गति तक स्थिर वस्तु को गति देने के लिए किए गए कार्य के बराबर है। एक बार जब वह गति हो जाती है, तो वस्तु उस गतिज ऊर्जा की मात्रा को बनाए रखती है जब तक कि ऊर्जा ऊष्मा (घर्षण से), गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा (गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध) या अन्य प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तित नहीं हो जाती।
2. वस्तु का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए। उदाहरण के लिए, हम साइकिल और साइकिल चालक की गतिज ऊर्जा को माप सकते हैं। मान लीजिए साइकिल चालक का द्रव्यमान 50 किलोग्राम और साइकिल का द्रव्यमान 20 किलोग्राम है। यह कुल द्रव्यमान तक जोड़ता है म 70 किग्रा। अब हम उन्हें एक साथ 70 किलो के 1 ऑब्जेक्ट के रूप में मान सकते हैं, क्योंकि वे एक ही गति से एक साथ चलते हैं।
3. गति की गणना करें। यदि आप पहले से ही साइकिल चालक की गति या वेक्टर गति को जानते हैं, तो इसे लिखें और आगे बढ़ें। यदि आपको अभी भी इसकी गणना करने की आवश्यकता है, तो नीचे दिए गए तरीकों में से एक का उपयोग करें। यह गति की चिंता करता है, न कि वेक्टर गति (जो एक निश्चित दिशा में गति है), भले ही पत्र अक्सर होता है v गति के लिए इस्तेमाल किया। साइकिल चालक द्वारा किए गए किसी भी मोड़ को अनदेखा करें और यह दिखावा करें कि पूरी दूरी एक सीधी रेखा में है।
   • यदि साइकिल चालक एक स्थिर गति (कोई त्वरण) पर चल रहा है, तो उस दूरी को कवर करने में लगने वाली सेकंड की संख्या से साइकिल चालक ने यात्रा की दूरी को विभाजित करें और विभाजित करें। यह औसत गति की गणना करता है, जो इस परिदृश्य में किसी भी गति की गति के समान है।
   • यदि साइकिल चालक निरंतर त्वरण पर आगे बढ़ रहा है और दिशा नहीं बदलता है, तो समय पर उसकी गति की गणना करें टी सूत्र की गति (समय टी) = (त्वरण) (टी) + प्रारंभिक गति। समय सेकंड में, मीटर / सेकंड में गति और एम / एस में त्वरण है।
4. निम्नलिखित सूत्र में निम्नलिखित संख्याएँ दर्ज करें। गतिज ऊर्जा = (1/2)म "v। उदाहरण के लिए, यदि साइकिल चालक 15 m / s की गति से आगे बढ़ रहा है, तो उसकी गतिज ऊर्जा K = (1/2) (70 kg) (15 m / s) = (1/2) (70 kg) (है) 15 m / s) (15 m / s) = 7875 kgm / s = 7875 न्यूटन मीटर = 7875 जूल।
   • गतिज ऊर्जा का सूत्र कार्य की परिभाषा, W = F ,s और समीकरण v = v से लिया जा सकता है₀ + 2aΔs। Δs से तात्पर्य "विस्थापन" से या दूरी तय करने से भी है।

विधि 3 की 4: विद्युत ऊर्जा के रूप में जूल की गणना

1. शक्ति x समय का उपयोग करके ऊर्जा की गणना करें। शक्ति को समय की प्रति इकाई खपत ऊर्जा के रूप में परिभाषित किया जाता है, इसलिए हम उपभोग की गई ऊर्जा की गणना समय की इकाई शक्ति से कर सकते हैं। वाट में शक्ति को मापने पर यह उपयोगी है, क्योंकि 1 वाट = 1 जूल / सेकंड। यह पता लगाने के लिए कि 120 सेकंड में 60W तापदीप्त बल्ब कितनी ऊर्जा का उपयोग करता है, निम्नलिखित को गुणा करें: (60 वाट) x (120 सेकंड) = 7200 जूल।
   • इस फार्मूले का इस्तेमाल किसी भी तरह की बिजली के लिए किया जा सकता है, जिसे वाट में मापा जाता है, लेकिन बिजली सबसे स्पष्ट है।
2. विद्युत सर्किट में ऊर्जा प्रवाह की गणना करने के लिए नीचे दिए गए चरणों का उपयोग करें। नीचे दिए गए चरणों को एक व्यावहारिक उदाहरण के रूप में उल्लिखित किया गया है, लेकिन आप इस पद्धति का उपयोग सैद्धांतिक भौतिकी समस्याओं को समझने के लिए भी कर सकते हैं। सबसे पहले, हम सूत्र P = I x R का उपयोग करते हुए शक्ति P की गणना करते हैं, जहां मैं एम्पीयर में करंट होता है और O ओम में प्रतिरोध होता है। ये इकाइयाँ हमें वाटों में शक्ति प्रदान करती हैं, इसलिए इस बिंदु पर हम पिछले चरणों में प्रयुक्त सूत्र को जूल में ऊर्जा की गणना करने के लिए लागू कर सकते हैं।
3. एक अवरोधक चुनें। प्रतिरोध ओम में इंगित किए जाते हैं, उनके मूल्य के साथ सीधे रोकनेवाला पर संकेत दिया जाता है, या रंगीन छल्ले की एक श्रृंखला द्वारा इंगित किया जाता है। आप एक ओममीटर या मल्टीमीटर के साथ एक प्रतिरोध का परीक्षण भी कर सकते हैं। इस उदाहरण में, हम मानते हैं कि हम जिस प्रतिरोध का उपयोग कर रहे हैं वह 10 ओम है।
4. रोकनेवाला को एक ऊर्जा स्रोत (बैटरी) से कनेक्ट करें। इसके लिए क्लैंप का उपयोग करें या एक प्रतिरोध को परीक्षण सर्किट में रखें।
5. एक निश्चित समय के लिए इसके माध्यम से प्रवाह करें। इस उदाहरण में हम समय इकाई के रूप में 10 सेकंड लेते हैं।
6. वर्तमान की ताकत को मापें। आप इसे फ्लो मीटर या मल्टीमीटर के साथ करते हैं। अधिकांश घरेलू धारा मिलीमप्स में है, इसलिए हम मानते हैं कि वर्तमान 100 मिलीमीटर है, या 0.1 एम्पियर है।
7. सूत्र P = I x R का उपयोग करें। अब शक्ति को खोजने के लिए, आप प्रतिरोध द्वारा वर्तमान की वर्ग शक्ति को गुणा करते हैं। यह आपको वाट में इस सर्किट की शक्ति देता है। 0.1 का वर्ग 0.01 देता है। इसे 10 से गुणा करें, और आपको 0.1 वाट या 100 मिलीवाट की आउटपुट पावर मिलती है।
8. बीते हुए समय से शक्ति को गुणा करें। यह जूल में ऊर्जा प्रदान करता है। 0.1 वाट x 10 सेकंड विद्युत ऊर्जा के 1 जूल के बराबर होता है।
   • चूँकि जूल एक छोटी इकाई है और चूंकि उपकरणों की ऊर्जा खपत आमतौर पर वाट, मिलवेट और किलोवाट में इंगित की जाती है, इसलिए अक्सर एक उपकरण द्वारा खपत kWh (किलोवाट घंटे) की संख्या की गणना करना अधिक सुविधाजनक होता है। 1 वाट प्रति सेकंड 1 जूल के बराबर होता है, या 1 जूल 1 वाट के बराबर होता है; एक किलोवाट प्रति किलो 1 किलोवाट के बराबर है और एक किलोवाट 1 किलोवाट सेकंड के बराबर है। एक घंटे में 3,600 सेकंड होते हैं, इसलिए 1 किलोवाट-घंटा 3,600 किलोवाट-सेकंड, 3,600 किलोग्राम, या 3,600,000 जूल के बराबर होता है।

विधि 4 की 4: जूल में गर्मी की गणना

1. उस वस्तु का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए जिसमें ताप डाला जाता है। इसके लिए एक संतुलन या तराजू का उपयोग करें। यदि ऑब्जेक्ट एक तरल है, तो पहले खाली कंटेनर का वजन करें जो तरल में जाएगा। कंटेनर के द्रव्यमान और तरल के द्रव्यमान को एक साथ खोजने के लिए आपको इसे घटाना होगा। इस उदाहरण में हम मानते हैं कि वस्तु 500 ग्राम पानी है।
   • ग्राम का उपयोग करें, दूसरी इकाई नहीं, अन्यथा परिणाम जूल में नहीं दिया जाएगा।
2. वस्तु की विशिष्ट ऊष्मा का निर्धारण करना। यह जानकारी बिनस रसायन विज्ञान संदर्भ पुस्तकों में पाई जा सकती है, लेकिन आप इसे ऑनलाइन भी पा सकते हैं। यह पानी के लिए विशिष्ट गर्मी है सी यदि आप बहुत सटीक होना चाहते हैं, तो प्रत्येक डिग्री सेल्सियस के लिए 4.19 जूल प्रति ग्राम के बराबर होता है।
   • विशिष्ट ताप तापमान और दबाव के आधार पर थोड़ा भिन्न होता है। विभिन्न संगठन और पाठ्यपुस्तक विभिन्न "मानक तापमान" का उपयोग करते हैं, इसलिए आपको पानी की विशिष्ट गर्मी के लिए 4,179 के रूप में मिल सकता है।
   • आप सेल्सियस के बजाय केल्विन का उपयोग भी कर सकते हैं, क्योंकि दोनों व्यंजनों के लिए 1 डिग्री समान है (3ºC के साथ कुछ गर्म करना 3 केल्विन के समान है)। फारेनहाइट का उपयोग न करें या परिणाम जूल में नहीं दिया जाएगा।
3. वस्तु का वर्तमान तापमान निर्धारित करें। यदि ऑब्जेक्ट एक तरल है, तो आप एक नियमित (पारा) थर्मामीटर का उपयोग कर सकते हैं। अन्य वस्तुओं के लिए आपको जांच के साथ थर्मामीटर की आवश्यकता हो सकती है।
4. ऑब्जेक्ट को गर्म करें और फिर से तापमान को मापें। यह आपको गर्मी की मात्रा को मापने की अनुमति देता है जिसे हीटिंग के दौरान किसी वस्तु में जोड़ा गया है।
   • यदि आप ऊष्मा के रूप में संग्रहीत ऊर्जा की कुल मात्रा जानना चाहते हैं, तो आप यह दिखावा कर सकते हैं कि प्रारंभिक तापमान शून्य था: 0 केल्विन या -273.15ºC।
5. गर्म करने के बाद तापमान से मूल तापमान घटाएं। इससे वस्तु के तापमान में परिवर्तन होता है। यह मानते हुए कि पानी शुरू में 15 डिग्री सेल्सियस था और गर्म होने के बाद यह 35 डिग्री सेल्सियस था, इसलिए तापमान में बदलाव 20 डिग्री सेल्सियस है।
6. विशिष्ट गर्मी और तापमान में परिवर्तन से वस्तु का द्रव्यमान गुणा करें। आप इस सूत्र को H = लिखते हैंएम सीΔटी, जहां .T "तापमान में परिवर्तन" का प्रतिनिधित्व करता है। इस उदाहरण में, यह 500 ग्राम x 4.19 x 20 = 41,900 जूल बन जाता है।
   • गर्मी आमतौर पर कैलोरी या किलोकलरीज में व्यक्त की जाती है। एक कैलोरी को 1 डिग्री सेल्सियस तापमान में 1 ग्राम पानी बढ़ाने के लिए आवश्यक गर्मी की मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाता है, जबकि एक किलोकलरी (या कैलोरी) 1 किलोग्राम पानी के 1 किलोग्राम के तापमान को बढ़ाने के लिए आवश्यक गर्मी की मात्रा है। । ऊपर के उदाहरण में, 500 ग्राम पानी का तापमान 20 डिग्री सेल्सियस बढ़ाकर 10,000 कैलोरी या 10 किलोकलरीज की आवश्यकता होती है।

टिप्स

• जूल से संबंधित कार्य और ऊर्जा की एक और इकाई है जिसे एर्ग कहा जाता है; 1 erg 1 सेमी की दूरी के बराबर 1 dyne बल गुना होता है। एक जूल 10,000,000 erg के बराबर होता है।

चेतावनी

• यद्यपि शब्द "जूल" और "न्यूटन मीटर" एक ही इकाई को संदर्भित करते हैं, व्यवहार में "जूल" का उपयोग ऊर्जा के किसी भी रूप को इंगित करने के लिए और एक सीधी रेखा में किए गए काम के लिए किया जाता है, जैसा कि ऊपर सीढ़ियों पर चढ़ने के उदाहरण में। जब टोक़ (एक घूर्णन वस्तु पर बल) की गणना करने के लिए उपयोग किया जाता है, तो हम "न्यूटन मीटर" शब्द पसंद करते हैं।

नेसेसिटीज़

काम या काइनेटिक ऊर्जा की गणना:

• स्टॉपवॉच या टाइमर
• तुला या संतुलन
• एक कोसाइन फ़ंक्शन के साथ कैलकुलेटर (केवल काम के लिए, हमेशा आवश्यक नहीं)

विद्युत ऊर्जा की गणना:

• प्रतिरोध
• तारों या एक परीक्षण बोर्ड
• मल्टीमीटर (या एक ओममीटर और एक वर्तमान मीटर)
• मवेशी या मगरमच्छ क्लिप

तपिश:

• गरम होने की वस्तु
• ऊष्मा स्रोत (जैसे बन्सन बर्नर)
• थर्मामीटर (एक जांच के साथ तरल थर्मामीटर या थर्मामीटर)
• रसायन विज्ञान / रसायन विज्ञान संदर्भ (गर्म होने वाली वस्तु की विशिष्ट गर्मी खोजने के लिए)