„Puterea” este unul dintre mulți termeni folosiți vag în discursul de zi cu zi, care are o semnificație foarte specifică în fizică. Altele includ forța, masa, energia, curentul - lista este aproape fără sfârșit.
În limbajul fizicii, puterea este pur și simplu energie pe unitate de timp sau, alternativ, muncă pe unitate de timp, deoarece munca și energia sunt exprimate în aceleași unități - de obicei jouli (J), care este unitatea SI, sau unitatea internațională standard, dar și erg-uri sau, în calculele în care se ia în considerare căldura, fie calorii, fie BTU. La rândul său, energia este produsul forței și al distanței. Forța, unitatea SI pentru care este newtonul, este produsul masei și al accelerației.
Totuși, toate acestea sunt pur și simplu un fundal. Uneori, va trebui să exprimați puterea în termeni de căldură prin legarea acestor unități diferite în timp, utilizând fie multiplicare, fie împărțire. Watt în BTU este un exemplu de astfel de conversie.
Derivări de bază
Forța, așa cum sa menționat, este produsul masei și al accelerației:
F = ma
Aici, în schema SI, forța are unități de newtoni, masa este exprimată în kilograme și accelerația este măsurată în metri pe secundă pătrat sau m / s2.
Atunci când o forță acționează asupra unui obiect și îl determină să se miște, produsul forței aplicate și distanța pe care o mișcă obiectul este energia necesară pentru a face treaba. Unitatea SI, joulul, poate fi exprimată pentru a simplifica unele calcule ca un newton-metru.
În cele din urmă, producția de energie pe unitate de timp produce energie. Din nou lipindu-se de unitățile SI, julii împărțiți la secunde se reduc la o altă unitate SI, wattul. Astfel, 1 watt (W) este un joule de energie consumat pe parcursul unei secunde (1 J / s).
Energie și putere în lumea de zi cu zi
Când întâlniți o referire la puterea, de exemplu, a unui automobil, vedeți o declarație formală a puterii motorului mașinii respective. 1 cai putere (CP) este egal cu 745,7 wați. Întrucât puterea autovehiculelor este de obicei de sute, puteți vedea asta pentru fiecare zi scopurile, un watt și, prin extensie, un joule, nu reprezintă o cantitate foarte mare de putere sau energie respectiv.
De exemplu, 1 joule este aproximativ cantitatea de energie necesară pentru a ridica un obiect de 100 de grame (0,1 kg) ca măr, 1 metru în sus împotriva forței de greutate care acționează în direcția opusă lucrării efectuate.
Ieșire BTU
BTU, prescurtarea pentru British Thermal Unit, este definită ca cantitatea de căldură (energie) necesară pentru a crește temperatura de 1 kilogram de apă cu 1 grad Fahrenheit. Aceasta introduce o complicație în majoritatea problemelor fizice, în care masa este măsurată în kilograme (sau diferite puteri de zece kilograme), iar gradele sunt măsurate în grade Celsius, numite și centigradi. 1 BTU funcționează la 1055,056 jouli, sau echivalent, 1 BTU = 1055,056 watt-secunde.
Putere de căldură
Uneori, este util să calculați disiparea căldurii de la consumul de energie într-o casă sau la un birou. Companiile de utilități măsoară cantitatea de energie pe care o instalație o folosește, adesea pe lună, în kilowați-oră sau kWh. Amintindu-ne că puterea este energie pe unitate de timp, rezultă că energia este putere înmulțită cu timp. Furnizorii de utilități folosesc kilowați ori ori mai degrabă decât unitatea SI de wați ori secunde sau jouli, pentru a face numerele mai convenabile de utilizat.
Cea mai fundamentală conversie între o măsurare care implică wați, în special kWh și BTU este:
1 kWh = 3.412 BTU
Deoarece unitățile de wați și BTU sunt diferite, trebuie să decideți intervalul de timp peste care să raportați aceste cantități. Pentru mai multe exemple, consultați pagina RapidTables conectată (sub Resurse).