「力」は、物理学で非常に特定の意味を持つ日常の談話で大まかに使用される多くの用語の1つです。 その他には、力、質量、エネルギー、電流などがあります。リストはほぼ無限です。
物理学の用語では、仕事とエネルギーは同じ単位で表されるため、電力は単に単位時間あたりのエネルギー、または代わりに単位時間あたりの仕事です。 通常、ジュール(J)は、SI、または標準の国際単位ですが、エルグ、または熱が考慮されている計算では、カロリーまたは BTU。 次に、エネルギーは力と距離の積です。 ニュートンであるSI単位である力は、質量と加速度の積です。
ただし、これはすべて単なる背景です。 場合によっては、乗算または除算のいずれかを使用して、これらの異なる単位を時間の経過とともにリンクすることにより、熱の観点から電力を表現する必要があります。 ワットからBTUは、そのような変換の例です。
基本的な派生
前述のように、力は質量と加速度の積です。
F = ma
ここで、SIスキームでは、力の単位はニュートンで、質量はキログラムで表され、加速度はメートル/秒の2乗、つまりm / sで測定されます。2.
力が物体に作用してそれを動かすとき、加えられた力と物体が動く距離の積は、仕事を成し遂げるために必要なエネルギーです。 SI単位であるジュールは、一部の計算をニュートンメートルとして簡略化するために表すことができます。
最後に、単位時間あたりのエネルギー出力は電力を生み出します。 再びSI単位に固執し、ジュールを秒で割ると、別のSI単位であるワットになります。 したがって、1ワット(W)は、1秒(1 J / s)の間に消費される1ジュールのエネルギーです。
日常のエネルギーとパワー
たとえば自動車の馬力への言及に遭遇すると、その機械のエンジンの出力の正式な宣言が表示されます。 1馬力(hp)は745.7ワットに相当します。 自動車の馬力は通常数百馬力であるため、日常的にそれを見ることができます 目的、ワット、ひいてはジュールは、それほど大量の電力やエネルギーではありません それぞれ。
例として、1ジュールは、100グラム(0.1 kg)の物体を持ち上げるのに必要なエネルギー量とほぼ同じです。 リンゴのように、実行された作業の反対方向に作用する重力に逆らって1メートル上向きに。
BTU出力
BTUは、British Thermal Unitの略で、1ポンドの水の温度を華氏1度上げるのに必要な熱(エネルギー)の量として定義されます。 これにより、ほとんどの物理問題が複雑になります。質量はキログラム(または10の10の累乗)で測定され、度は摂氏(摂氏とも呼ばれます)で測定されます。 1 BTUは1055.056ジュール、つまり1 BTU = 1055.056ワット秒になります。
熱出力
家庭やオフィスでの消費電力からの熱放散を計算すると便利な場合があります。 公益事業会社は、施設が使用するエネルギー量を、多くの場合1か月あたり、キロワット時で測定します。 kWh。 電力は単位時間あたりのエネルギーであることを思い出すと、エネルギーは電力に電力を掛けたものになります。 時間。 公益事業者は、数値をより使いやすくするために、ワット×秒またはジュールのSI単位ではなく、キロワット時を使用します。
ワット、具体的にはkWhを含む測定値とBTUの間の最も基本的な変換は、次のとおりです。
1 kWh = 3,412 BTU
ワットとBTUの単位が異なるため、これらの量を関連付ける時間枠を決定する必要があります。 その他の例については、リンクされたRapidTablesページ(「リソース」の下)を参照してください。