"Влада" - це один із багатьох термінів, що широко використовуються у повсякденному дискурсі, і який має дуже конкретне значення у фізиці. Інші включають силу, масу, енергію, струм - список майже нескінченний.
Якщо говорити фізичною мовою, то потужність - це просто енергія за одиницю часу, або ж робота за одиницю часу, оскільки робота та енергія виражаються в одних і тих же одиницях - зазвичай джоулі (J), що є одиницею виміру СІ, або стандартною міжнародною одиницею, але також ерг або, при розрахунках, де розглядається тепло, або калорії, або BTU. Енергія, в свою чергу, є продуктом сили та відстані. Сила, одиницею СІ для якої є ньютон, є добутком маси та прискорення.
Все це, однак, є лише фоном. Іноді вам потрібно буде виражати потужність через тепло, пов’язуючи ці різні одиниці через час, використовуючи множення або ділення. Прикладом такого перетворення є вати в BTU.
Основні похідні
Сила, як зазначалося, є добутком маси та прискорення:
F = ma
Тут у схемі СІ сила має одиниці ньютонів, маса виражається в кілограмах, а прискорення вимірюється в метрах на секунду в квадраті, або м / с2.
Коли сила діє на предмет і змушує його рухатись, добуток прикладеної сили та відстань, яку рухає об’єкт, - це енергія, необхідна для виконання роботи. Одиниця SI, джоуль, може бути виражена для спрощення деяких обчислень як ньютонометр.
Нарешті, вихід енергії за одиницю часу дає потужність. Знову дотримуючись одиниць СІ, джоулі, розділені на секунди, зменшуються до іншої одиниці СІ, ват. Таким чином, 1 Вт (Вт) - це один джоуль енергії, витрачений протягом однієї секунди (1 Дж / с).
Енергія та сила у повсякденному світі
Коли ви зустрічаєте посилання на кінську силу, скажімо, автомобіля, ви бачите офіційну декларацію про потужність двигуна цієї машини. 1 кінська сила (к.с.) дорівнює 745,7 Вт. Оскільки кінських сил моторних транспортних засобів, як правило, сотні, ви можете це переконатись щодня Для цілей ват і, подовжуючи джоуль, - це не дуже велика кількість енергії або енергії відповідно.
Як приклад, 1 джоуль - це приблизно кількість енергії, необхідної для підняття 100-грамового (0,1-кг) предмета, наприклад як яблуко, на 1 метр вгору проти сили тяжіння, що діє в протилежному напрямку виконуваної роботи.
Вихід BTU
BTU, скорочене від British Thermal Unit, визначається як кількість тепла (енергії), необхідне для підвищення температури 1 фунт води на 1 градус за Фаренгейтом. Це створює ускладнення для більшості фізичних проблем, де маса вимірюється в кілограмах (або різні потужності в десять кілограмів), а градуси вимірюються за Цельсієм, який також називають за Цельсієм. 1 BTU виробляє до 1055,056 джоулів, або еквівалентно, 1 BTU = 1055,056 ват-секунд.
Теплова потужність
Часом корисно розрахувати тепловіддачу за спожитою енергією в домашніх чи офісних умовах. Комунальні компанії вимірюють кількість енергії, яку споживає об'єкт, часто на місяць, в кіловат-годинах або кВт-год. Пам'ятаючи, що потужність - це енергія в одиницю часу, випливає, що енергія - це потужність, помножена на час. Постачальники комунальних послуг використовують кіловати в години за годину, а не одиницю вимірювання ваттів у секундах або джоулях, щоб зробити цифри більш зручними у використанні.
Найбільш фундаментальним перетворенням між вимірами, що включають вати, зокрема кВт-год, та BTU є:
1 кВт-год = 3412 БТЕ
Оскільки одиниці вимірювання ват та BTU різняться, ви повинні визначити часові рамки, протягом яких слід співвідносити ці величини. Щоб отримати додаткові приклади, див. Пов'язану сторінку RapidTables (у розділі Ресурси).