ジュール
「ジュール」の基本的な意味
ジュールとはエネルギーや仕事の量を表す時に用いられる単位のことである。1ニュートンの力によって物体を1メートル動かす時のことを、1ジュールと言う。ジュールを求める計算公式は、熱量に時間を掛けた形で表される。1ジュールは1ワットの電力で1秒間電流を流した時に発生する電力のことでもある。ちなみに1ジュールあたりのカロリーは、0.24カロリーに当たる。「ジュール」の語源・由来
仕事の単位であるジュールはイギリスの科学者ジェームス・プレスコット・ジュールにちなんでつけられた。ジュールは父親の醸造所で働くかたわら研究に勤めた学究であったが、大学教育は受けていない。自分の家にある研究室でモーターの発熱量について調べ、後にジュールの法則として知られる法則を発見した。ジュールの法則とは導線を流れる熱量が、電流の強さの2乗・抵抗・時間に比例するというものである。ジュールの実績としては他に、ジュール・トムソン効果やグー・ジュール効果などが挙げられる。ジュールの研究は独自のものであったため、当初は評価されていなかった。同じ科学者のウィリアム・トムソンと出会うことで、徐々に業績が認められるようになり、最終的に英国科学振興協会の会長になるまでに至った。日本だけでなく世界中に業績は影響を与えた。「ジュール」に関連する用語の解説
ここではジュールに関連する用語について、解説していく。ジュール熱とは
ジュール熱とは電気回路上で抵抗体に電流が流れることによって発生する熱量のことである。この現象を最初に発見したジェームス・ジュールにちなみ、ジュール熱と呼ばれるようになった。ジュールはこの発見をした後、羽根車の実験によって発見を確実なものにした。羽根車の実験とは、水槽の中に羽根車を置き、おもりの落下によって羽根車を動かし水の温度の上昇量を測るものである。現代社会で使われている電力を利用した熱は、ジュール熱を使ったものが多い。炊飯器や電気ポッドのような調理器や、電気を用いた暖房器具だけでなくアイロン・ヘアドライヤーもジュール熱で動いている。
「ジュール」を含む用語の解説
ジュールを含む用語として有名なものに、ジュール・ヴェルヌ（小説家）がある。ここではジュール・ヴェルヌ（小説家）について解説する。ジュール・ヴェルヌ（小説家）とは
ジュール・ヴェルヌは1828年に生まれたフランスの小説家の名前である。彼は1863年に出版した『八十日間世界一周』によってフランス文壇に登場した。ジュール・ヴェルヌは科学的な事実を小説に盛り込むことによって、新しい小説のジャンルであるサイエンスフィクション（science fiction）に強い影響を与えた。彼の代表作には、『海底二万里』・『月世界旅行』・『地底旅行』等がある。1905年に糖尿病を悪化させ、自宅にて死去した。ジュール・ヴェルヌを日本に初めて紹介したのは、川島忠之助である。明治11年に『八十日間世界一周』を翻訳し刊行した。その時の表題は『新説八十日間世界一周』という題名だった。1896年は森田思軒が『2年間の休暇』を翻訳して発表する。この作品は少年文学の傑作として、多くの読者を得た。現在でもディズニーランドのアトラクションに取り上げられるなど、ジュール・ヴェルヌの残した作品は人気がある。
「ジュール」の使い方・例文
ジュールは国際単位の1つとして、仕事量を測る時に使用される。英語ではjouleと記し、記号はJと書くと定められている。1ジュールは1ニュートンメートル・1クーロンボルト・1ワット秒・0.2カロリー・107エルグ・0.73フィート重量ボンド・23フィートバウンダルと換算することもできる。例文としては、「1ジュールはおよそ1ニュートン（102グラム）の物体を1メートル動かす際に必要となる。日本の計測法ではワット秒、ワット時の使用も認められている」のように用いられる。
ジュール【Győr】
読み方：じゅーる
ハンガリー北西部の都市。ドナウ川の支流ラーバ川沿いに位置する。11世紀にハンガリー王イシュトバーン1世により司教座が置かれ、交易の拠点として栄えた。旧市街にはジュール大聖堂、ジュールバレエ団の本拠地として知られるキシュファルディ劇場、20世紀ハンガリーを代表する彫刻家ボルショシュ＝ミクローシュの美術館などがある。ジェール。ジョール。
ジュール【James Prescott Joule】
ジュール【joule】
ジュール
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/10/17 10:17 UTC 版)
| ジュール joule | |
|---|---|
| 記号 | J |
| 系 | 国際単位系 (SI) |
| 種類 | 組立単位 |
| 量 | エネルギー・仕事・熱量・電力量 |
| 組立 | kg·m2· s−2, N· m |
| 定義 | 1ニュートンの力がその力の方向に物体を1メートル動かすときの仕事[1] |
| 語源 | ジェームズ・プレスコット・ジュール |
ジュール（英: joule、記号：J）は、エネルギー、仕事、熱量、電力量の単位である。ジェームズ・プレスコット・ジュールに因む。
1 ジュールは標準重力の下で 102.0 グラム（ほぼキウイフルーツまたはマンガン乾電池の質量）の物体を 1 メートル持ち上げる時の仕事に相当する（ニュートン (単位)#リンゴによる力の表現を参照）。
定義
国際単位系 (SI) および日本の計量法におけるジュール J の定義は以下の通り。
ジュールはSI組立単位であり、 N⋅m 又はSI基本単位を用いて kg⋅m2⋅s−2 と表記される[4]。
ジュールと形式的には同じ単位を力のモーメント[5]（これはエネルギーではない）にも用いることができるが、仕事やエネルギーの単位として「ニュートンメートル」を使用すると混乱を招くおそれがあるため注意が必要である[6]。
1 ジュールは、1 ボルト (V) の電圧の中で 1 クーロン (C) の電荷を動かすのに必要な仕事とも定義できる[7]。
- J = C⋅V
1 秒間に 1 ジュールの仕事が行われるときの仕事率が 1 ワット (W) であり、ワット W はジュール J と秒 s から定義される。
- W = J/s
日本の計量法は、仕事・熱量・電力量の単位として、ジュールとともにワット秒（ジュールと等しい）、ワット時 (= 3600 J) の使用を認めている[8]。
電力量の単位として、1 キロワット (= 1000 J/s) の電力を 1 時間 (= 3600 s) 消費したときの電力量である 1 キロワット時 (= 1 kJ/s × 3600 s = 3.6 MJ) がよく用いられる。
他の単位への換算
1 ジュールは次のように換算される。
- 1 N·m（ニュートン・メートル）
- 1 C·V（クーロン・ボルト）
- 1 W·s（ワット秒）
- 2.777777...×10−7 kW⋅h（キロワット時）
- 約 0.2390 cal（カロリー）
- 約 0.000948 Btu（英国熱量単位）
- 107 erg（エルグ）
- 約 0.101972 kgf·m（重量キログラムメートル）
- 約 0.738 ft·lbf（フィート重量ポンド）
- 約 23.7 ft·pdl（フィート・パウンダル）
- 1 J/e = 約 6.241509074×1018 eV（電子ボルト）
- 1 J/c2 = 約 1.11265006×10−17 kg（キログラム） – エネルギーの質量換算。特殊相対性理論参照。
ここで g0 = 9.80665 m/s2 は標準重力加速度、e = 1.602176634×10−19 Cは電気素量であり、c = 299792458 m/s は真空中の光速である。またカロリーは 1 cal = 4.184 J とする計量単位令の定義を用いた[9][注釈 1]。
倍量・分量単位
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キロジュール
キロジュール（記号：kJ）は、ジュールの 103 = 1000 倍である。
- 1 kJ の仕事は、仕事率 1 kWの装置が 1 秒間にする仕事である。
- 1 kJ の熱量で、0 °Cの水（固体）を 3 g 溶かすことができる。
- 1 kJ の熱量で、0 °C、5 g の水（液体）の温度を 50 °C 上げることができる[注釈 2]。
- 地球上で 100 kg の物体を 1 m（または 1 kg の物体を 100 m）鉛直方向に持ち上げたときに生じる仕事は 100 kgw·m、約 1 kJ である。
- 1 kJ は、10/36 W·h（約 0.28 W·h）に等しい。
メガジュール
メガジュール（記号：MJ）は、ジュールの 106 = 1000000 倍である。
- 1 MJ の仕事は、仕事率 1 kW で動作する装置が 1000 s（16 分 40 秒間）にする仕事である。
- 1 MJ の熱量で、0 °C の氷を 3 kg 溶かすことができる。
- 1 MJ は、10/36 kW·h（約 0.28 kW·h）に等しい。
ペタジュール
ペタジュール（記号：PJ）は、ジュールの1015 = 一千兆倍である。エネルギー統計でよく使われる単位で、原油25,800kLの熱量に相当する[10]。
歴史
CGS単位系におけるエネルギーの単位として、1882年にエルグ(erg)が導入された。同年8月、イギリス科学振興協会の会長に就任したカール・ウィルヘルム・シーメンスは、その就任演説にて、熱量の単位として「ジュール」の導入を初めて提唱した。シーメンスが提唱したジュールは、「1オームの電気抵抗に1アンペアの電流を1秒間流した時に発生する熱量」というもので、107エルグに等しいとされた。ジュールという単位名称もシーメンスがこのとき提唱したものだが、名祖のジェームズ・プレスコット・ジュールは、当時引退はしていたが存命だった。
このような熱量の単位がもし許容されるなら、それは熱力学の発展に貢献した彼の名を取ってジュールと呼ぶべきだろうと思う[注釈 3]。
1889年8月31日の第2回国際電気会議にて、電力の単位ワット(watt)、インダクタンスの単位クワドラント(quadrant)（後にヘンリー(henry)に改称）とともにジュールが正式に採用された[11]。名祖のジュールは同年10月11日に亡くなった。1893年の第4回国際電気会議において、従来と現示方法が異なる「国際アンペア」と「国際オーム」が定義され、ジュールも、これらから組み立てられる「国際ジュール」となった[12]。
1935年、国際電気標準会議（国際電気会議の後継）においてジョヴァンニ・ジョルジが提唱したジョルジ単位系が採用され、ジュールは磁気定数に基づいて再定義された。ジョルジ単位系は1946年に国際度量衡委員会で承認され、現行の国際単位系(SI)の元となるMKSA単位系となったが、この際に国際度量衡委員会はジュールを「1メートルの距離で1単位の力[注釈 4]が行う仕事の単位」と定義した[13]。1948年の第9回国際度量衡総会でこの定義が採択された。またこの際に、熱量の単位としてもジュールを使用するものとし、それまで熱量の単位とされていたカロリーが正式に廃止された[14]。
脚注
注釈
- ^ カロリーは非 SI 単位。
- ^ 温度上昇によって水の熱容量が変化しない場合。
- ^ "The unit of heat has hitherto been taken variously as the heat required to raise a pound of water at the freezing-point through 1° Fahrenheit or Centigrade, or, again, the heat necessary to raise a kilogramme of water 1° Centigrade. The inconvenience of a unit so entirely arbitrary is sufficiently apparent to justify the introduction of one based on the electro-magnetic system, viz. the heat generated in one second by the current of an Ampère flowing through the resistance of an Ohm. In absolute measure its value is 107 C.G.S. units, and, assuming Joule's equivalent as 42,000,000, it is the heat necessary to raise 0.238 grammes of water 1° Centigrade, or, approximately, the 1⁄1000th part of the arbitrary unit of a pound of water raised 1° Fahrenheit and the 1⁄4000th of the kilogramme of water raised 1° Centigrade. Such a heat unit, if found acceptable, might with great propriety, I think, be called the Joule, after the man who has done so much to develop the dynamical theory of heat."Carl Wilhelm Siemens, Report of the Fifty-Second Meeting of the British Association for the Advancement of Science. S. 6 f.
- ^ 「ニュートン」のことだが、当時はまだ固有の名称がなかった。
出典
- ^ 計量単位令（平成四年十一月十八日政令第三百五十七号） 、別表第一 二十六：仕事
- ^ 計量単位令（平成四年十一月十八日政令第三百五十七号） 別表第1 項番26 「仕事」の欄
- ^ 国際文書 国際単位系 (SI) 第 8 版日本語版 (2006) p. 56 CIPM1946年 ジュールは，1 MKS 単位の力[ニュートン]の作用点がその力の方向に 1 メートルに等しい距離だけ移動するときになされる仕事である
- ^ 国際文書 国際単位系 (SI) 第 8 版日本語版 (2006) p.29 表3
- ^ 計量単位令（平成四年十一月十八日政令第三百五十七号） 別表第1 項番21、「力のモーメント」の欄、計量単位：ニュートンメートル、定義：ある定点から一メートル隔たった点にその定点に向かって直角方向に一ニュートンの力を加えたときのその定点のまわりの力のモーメント
- ^ 国際文書 国際単位系 (SI) 第 8 版日本語版 (2006) p. 30–31。ジュールは，形式的にニュートンメートル又はキログラムメートル 2 乗毎秒毎秒と表せる．しかし (中略) 実際には，ある量に対して，固有の単位名をつかうか，単位名の組み合わせを使うかの選択は，同じ次元を持つ異なる量を区別しやすいように，どちらかを優先することとなる 。
- ^ 『数学と理科の法則・定理集』48頁
- ^ 計量単位令（平成四年十一月十八日政令第三百五十七号） 、別表第一 二十六：仕事、三十：熱量、四十八：電力量。（計量単位の定義）第二条 法第三条に規定する計量単位の定義は、別表第一のとおりとする
- ^ 計量単位令（平成四年十一月十八日政令第三百五十七号） 、別表第六（第五条関係）十三。 カロリー : ジュール又はワット秒の四・一八四倍 。
- ^ 「エネルギーの安定供給の確保」『原子力総合パンフレット』日本原子力文化財団、2021年。
- ^ Pat Naughtin: A chronological history of the modern metric system, metricationmatters.com, 2009.
- ^ Proceedings of the International Electrical Congress. New York: American Institute of Electrical Engineers. (1894)
- ^ CIPM, 1946, Resolution 2, Definitions of electric units. bipm.org.
- ^ 9th CGPM, Resolution 3: Triple point of water; thermodynamic scale with a single fixed point; unit of quantity of heat (joule)., bipm.org.
参考文献
- 独立行政法人産業技術総合研究所 計量標準総合センター『国際文書 国際単位系 (SI)』（PDF）（第 8 版日本語版）、2006年。
- “計量単位令（平成四年十一月十八日政令第三百五十七号）”. e-Gov. 2020年1月10日閲覧。
関連項目
| ジュール (J = kg·m2/s2) | キロワット時 (kW·h) | 電子ボルト (eV) | 重量キログラムメートル (kgf·m) | 国際蒸気表カロリー (calIT) | |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 J | = 1 | ≈ 2.778×10−7 | ≈ 6.242×1018 | ≈ 1.020×10−1 | ≈ 2.388×10−1 |
| 1 kW·h | = 3.6×106 | = 1 | ≈ 2.247×1025 | ≈ 3.671×105 | ≈ 8.598×105 |
| 1 eV | = 1.602176634×10−19 | ≈ 4.450×10−26 | = 1 | ≈ 1.634×10−20 | ≈ 3.827×10−20 |
| 1 kgf·m | = 9.80665 | ≈ 2.724×10−6 | ≈ 6.121×1019 | = 1 | ≈ 2.342 |
| 1 calIT | = 4.1868 | ≈ 1.163×10−6 | ≈ 2.613×1019 | ≈ 4.269×10−1 | = 1 |
ジュール
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/06/19 10:16 UTC 版)
ディオールの上司。麟童拉致を命じた。真空拳も使える。西のシャルルは双子の兄。
※この「ジュール」の解説は、「リングにかけろ2」の解説の一部です。
「ジュール」を含む「リングにかけろ2」の記事については、「リングにかけろ2」の概要を参照ください。
ジュール
「ジュール」の例文・使い方・用例・文例
- 彼女のスケジュールがいっぱいなのは講演者として人気がある証拠である
- 週末はスケジュールは空いていますか?
- スケジュールを社長に合わせた
- テストスケジュールを見ると火曜日と木曜日の夜は徹夜になるということだね
- スケジュールがきつすぎると彼らは反対した
- ゆったりとしたスケジュールで世界一周旅行をする
- 月曜日はスケジュールが詰まっている
- スケジュール表の時間と場所を気をつけて見てください
- 簡単に週間のスケジュール設定が出来ます
- モジュールは配線管に接続されている。
- 実際の業務提携に向けての、貴社側の今後のスケジュール感についてご教示頂けますでしょうか？
- 急な予定が入り、先方とのスケジュールを調整する必要がある
- 来月以降の社長のスケジュールを確認する
- 出張のスケジュールを作成するように課長から指示された。
- 次週の定例ミーティングのスケジュール変更のお知らせ
- 我々は製造スケジュールを止めてしまわないように急ぐ必要があります。
- 前期のスケジュールについてアドバイスをくださいませんか？
- 私のタイムスケジュールは完全にめちゃくちゃだ。
- どのようにしてスケジュールをやりくりしているのですか？
- 上記のスケジュールは確立された。
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