A "hatalom" a mindennapi beszédekben lazán használt kifejezések egyike, amelynek a fizikában nagyon sajátos jelentése van. Mások közé tartozik az erő, a tömeg, az energia, az áram - a lista végtelen.
A fizika szóhasználatában a teljesítmény egyszerűen egységnyi időre eső energia, vagy pedig munka időegységenként, mivel a munkát és az energiát ugyanazokban az egységekben fejezik ki - általában joule (J), amely az SI, vagy szabványos nemzetközi mértékegység, de erg-ek, vagy ha számításokba veszik a hőt, kalóriát vagy BTU. Az energia viszont az erő és a távolság szorzata. Az erő, amelynek SI-egysége a newton, a tömeg és a gyorsulás szorzata.
Mindez azonban egyszerűen háttér. Időnként meg kell fejeznie a hőteljesítményt úgy, hogy ezeket a különböző egységeket időben összekapcsolja, szorzás vagy osztás segítségével. A watt BTU-ra példa egy ilyen átalakításra.
Alapvető levezetések
Az erő, amint megjegyeztük, a tömeg és a gyorsulás szorzata:
F = ma
Itt az SI sémában az erőnek newton egységei vannak, a tömeget kilogrammban fejezik ki, és a gyorsulást méter / másodperc négyzetben, vagy m / s-ban mérik.
2.Amikor egy erő hat egy tárgyra, és mozgásra készteti, az alkalmazott erő és az objektum által mozgatott távolság szorzata a munka elvégzéséhez szükséges energia. Az SI egység, a joule kifejezhető néhány számítás egyszerűsítése érdekében newtonméterként.
Végül az időegységenkénti energiakimenet energiát ad. Ismét az SI egységekhez ragaszkodva a joule másodpercekkel elosztva csökken egy másik SI egység, a watt. Így 1 watt (W) egy joule energia, amelyet egy másodperc alatt elhasználnak (1 J / s).
Energia és hatalom a mindennapi világban
Ha találkozik mondjuk egy autó lóerejével, akkor hivatalos nyilatkozatot lát a gép motorjának teljesítményéről. 1 lóerő (lóerő) 745,7 watt. Mivel a gépjárművek lóereje általában több százra tehető, ezt láthatja a mindennapokban A watt és tágabb értelemben a joule nem túl nagy mennyiségű energia vagy energia illetőleg.
Például 1 joule megközelítőleg az az energiamennyiség, amely egy 100 grammos (0,1 kg) tárgy felemeléséhez szükséges almaként 1 méterrel felfelé az elvégzett munka ellentétes irányában ható gravitációs erővel szemben.
BTU kimenet
A BTU, amely a brit termikus egység rövidítése, azt a hőmennyiséget (energiát) határozza meg, amely szükséges 1 font víz hőmérsékletének 1 Fahrenheit fokkal történő emeléséhez. Ez bonyolulttá teszi a legtöbb fizikai problémát, ahol a tömeget kilogrammban mérik (vagy tíz kilogramm különböző hatványaiban), a fokokat pedig Celsiusban mérik, más néven centigrade. 1 BTU 1055.056 joule-ig, vagy ekvivalensen 1 BTU = 1055.056 watt-másodpercig működik.
Hőteljesítmény
Időnként hasznos kiszámítani a hőelvezetést az otthoni vagy irodai energiafogyasztásból. A közüzemi vállalatok mérik a létesítmény által felhasznált energia mennyiségét, gyakran havonta, kilowattórában, vagy kWh. Emlékeztetve arra, hogy a hatalom egységnyi időre eső energia, ebből következik, hogy az energia a teljesítmény szorzata idő. A közüzemi szolgáltatók kilowatt-szoros órát használnak, nem pedig a watt-másodperc vagy joule SI-egységet, hogy a számokat kényelmesebbé tegyék.
A wattot, különösen kWh-t és BTU-t tartalmazó mérés közötti legalapvetőbb konverzió a következő:
1 kWh = 3412 BTU
Mivel a watt és a BTU mértékegységei különböznek egymástól, el kell döntenie az időkeretet, amely alatt viszonyítani szeretné ezeket a mennyiségeket. További példákért tekintse meg a hivatkozott RapidTables oldalt (az erőforrások alatt).