Joule

Il Joule (simbolo J) è l’unità di misura derivata del Sistema Internazionale (SI) impiegata per quantificare l’energia, il lavoro meccanico e il calore. Prende il nome dal fisico inglese James Prescott Joule, pioniere negli studi sulla termodinamica.

Meccanicamente, un Joule è definito come il lavoro compiuto da una forza costante di un Newton per spostare un corpo della distanza di un metro lungo la stessa linea d’azione della forza:

$$1 \text{ J} = 1 \text{ N} \cdot 1 \text{ m} = 1 \text{ kg} \cdot \frac{\text{m}^2}{\text{s}^2}$$

In ambito termodinamico ed elettrico, per via del principio di equivalenza, un Joule equivale a:

• Il calore necessario per innalzare la temperatura di $1 \text{ g}$ d’acqua di circa $0{,}24^{\circ}\text{C}$ (essendo 1 caloria termochimica pari a $4{,}184 \text{ J}$).
• L’energia elettrica dissipata in un secondo da una corrente di un Ampere che attraversa una resistenza di un Ohm (Effetto Joule). In elettrotecnica si usa spesso il Wattora (Wh) o il chilowattora (kWh), dove $1 \text{ kWh} = 3{,}6 \times 10^6 \text{ J}$.

Sebbene sia l’unità fondamentale e rigorosa, in specifici campi ingegneristici vengono storicamente preferite altre unità pratiche: l’elettronvolt ($\text{eV}$) in fisica delle particelle e stato solido, o la British Thermal Unit ($\text{BTU}$) e la Ton of Refrigeration nell’impiantistica HVAC nordamericana.