資料結構
網路
關係型資料庫管理系統
作業系統
Java
MS Excel
iOS
HTML
CSS
Android
Python
C 程式設計
C++
C#
MongoDB
MySQL
Javascript
PHP
物理學
化學
生物學
數學
英語
經濟學
心理學
社會學
時尚研究
法律研究能量的各種單位是什麼？
能量單位
物體做功的能力稱為能量。在電氣工程中，最重要的能量形式是電能、機械能和熱能。各種能量形式使用不同的測量單位。儘管電能、機械能和熱能的單位是可以互換的。
各種形式能量的單位描述如下：
機械能
機械能定義為力和距離的乘積，即：
$$\mathrm{\mathrm{機械能\:=\:力（牛頓）\:\times \:距離（米）}}$$
因此，機械能的 SI 單位是牛頓米 (Nm) 或焦耳 (J)。
如果 1 牛頓的力使物體移動 1 米的距離，則該物體的機械能等於 1 牛頓米或 1 焦耳。
$$\mathrm{\mathrm{1 \:牛頓米\:=\:1 \:焦耳}}$$
電能
在電路中完成的總功稱為電能。在數學上，電能等於電路兩端的電壓、流過電路的電流以及電流流過電路的時間的乘積，即：
$$\mathrm{\mathrm{電能\:=\:電壓（伏特）\:\times \:電流（安培）\:\times \:時間（秒）}}$$
$$\mathrm{\Rightarrow \mathrm{電能\:=\:功率（瓦特）\:\times \:時間（秒）}}$$
其中，
$$\mathrm{\mathrm{功率（瓦特）\:=\:電壓（伏特）\:\times\: 電流（安培）}}$$
因此，電能的 SI 單位是瓦特秒 (Ws) 或焦耳 (J)。
如果兩點之間存在 1 伏特的電勢差，並且 1 安培的電流在 1 秒內透過這兩點，則這兩點之間傳遞的電能等於 1 瓦特秒或 1 焦耳。
瓦特秒或焦耳是電能的非常小的單位。在實際應用中，用於測量電能的單位是瓦特小時 (Wh) 或千瓦時 (kWh)。
$$\mathrm{\mathrm{1\: 瓦特小時\:=\:1\: 瓦特\:\times \:1\: 小時\:=\:1\: 瓦特\:\times \:3600\: 秒\:=\:3600\: 瓦特秒}}$$
並且，
$$\mathrm{\mathrm{1\: 千瓦時\:=\:1 千瓦\times\: 1\: 小時\:=\:1000 \:瓦特\:\times\: 3600\: 秒\:=\:36\:\times \:10^{\mathrm{5}} \:瓦特秒}}$$
熱能
產生溫暖感覺的能量形式稱為熱能。熱的 SI 單位是焦耳 (J)。熱的其他單位有卡路里、英熱單位 (B.Th.U.) 和攝氏熱單位 (C.H.U.)，其定義如下：
卡路里 - 1 卡路里是使 1 克水升高 1 攝氏度所需的熱量，即：
$$\mathrm{\mathrm{1\: 卡路里\:=\:1\: 克水\:\times 1^{\circ} 攝氏度}}$$
英熱單位 (B.Th.U.) - 英熱單位代表英國熱量單位。它是使 1 磅水升高 1 華氏度所需的熱量，即：
$$\mathrm{\mathrm{1\: 英熱單位\:=\:1\: 磅\:\times\: 1^{\circ}華氏度}}$$
攝氏熱單位 (C.H.U.) - 攝氏熱單位代表攝氏熱量單位。它是使 1 磅水升高 1 攝氏度所需的熱量，即：
$$\mathrm{\mathrm{1\: 攝氏熱單位\:=\:1\: 磅\:\times\: 1^{\circ}攝氏度}}$$
各種能量單位之間的關係
電能、機械能和熱能單位之間的關係描述如下：
電能和機械能單位之間的關係：
$$\mathrm{\mathrm{1 \:千瓦時\:=\:1\: 千瓦\:\times\: 1\: 小時\:=\:1000 \:瓦特\:\times\:3600\: 秒}}$$
$$\mathrm{\therefore \mathrm{1\: 千瓦時\:=\:36\:\times\: 10^{5} \:焦耳}}$$
這表明電能也可以用焦耳表示。
機械能和熱能單位之間的關係：
卡路里和焦耳之間的關係是：
$$\mathrm{\mathrm{1\: 卡路里\:=\:4.18 \:焦耳}}$$
攝氏熱單位和焦耳之間的關係是：
$$\mathrm{\mathrm{1\: 攝氏熱單位\:=\:1\: 磅\:\times\: 1^{\circ}攝氏度\:=\:453.6 克\:\times \:1^{\circ}攝氏度\:=\:453.6\: 卡路里}}$$
$$\mathrm{\Rightarrow \mathrm{1\: 攝氏熱單位\:=\:453.6\:\times \:4.18 \:焦耳\:=\:1896\: 焦耳}}$$
$$\mathrm{\therefore \mathrm{1\: 攝氏熱單位\:=\:1896\: 焦耳}}$$
英熱單位和焦耳之間的關係是：
$$\mathrm{\mathrm{1\: 英熱單位\:=\:1 \:磅\:\times\: 1^{\circ}華氏度\:=\:453.6 克\:\times\:\left(\frac{5}{9} \right )^{\circ}攝氏度\:=\:252\: 卡路里}}$$
$$\mathrm{\Rightarrow \mathrm{1 \:英熱單位\:=\:252\:\times \:4.18 \:焦耳\:=\:1053\: 焦耳}}$$
$$\mathrm{\therefore \mathrm{1\: 英熱單位\:=\:1053 \:焦耳}}$$
熱能和電能單位之間的關係：
千瓦時和卡路里之間的關係是：
$$\mathrm{\because \mathrm{1 \:千瓦時\:=\:36\:\times\: 10^{5}\: 焦耳\: 和 \:1\: 卡路里\:=\:4.18\: 焦耳}}$$
$$\mathrm{\Rightarrow \mathrm{1\:千瓦時\:=\:\frac{36\:\times 10^{5}}{4.18}\:卡路里\:=\:860\:\times \:10^{3}\:卡路里}}$$
$$\mathrm{\therefore \mathrm{1\: 千瓦時\:=\:860\:\times \:10^{3}\: 卡路里}}$$
千瓦時和攝氏熱單位之間的關係是：
$$\mathrm{\because \mathrm{1 \:千瓦時\:=\:36\:\times\: 10^{5}\: 焦耳\: 和 \:1\:攝氏熱單位 \:=\:1896\: 焦耳}}$$
$$\mathrm{\Rightarrow \mathrm{1\:千瓦時\:=\:\frac{36\:\times 10^{5}}{1896}\:攝氏熱單位\:=\:1898\: 攝氏熱單位.}}$$
$$\mathrm{\therefore \mathrm{1\: 千瓦時\:=\:1898\: 攝氏熱單位.}}$$
千瓦時和英熱單位之間的關係是：
$$\mathrm{\because \mathrm{1 \:千瓦時\:=\:36\:\times\: 10^{5}\: 焦耳\: 和 \:1\:英熱單位 \:=\:1053\: 焦耳}}$$
$$\mathrm{\Rightarrow \mathrm{1\:千瓦時\:=\:\frac{36\:\times 10^{5}}{1053}\:英熱單位\:=\:3418\: 英熱單位.}}$$
$$\mathrm{\therefore \mathrm{1\: 千瓦時\:=\:3418 \:英熱單位.}}$$
因此，以上討論表明電能、機械能和熱能單位是可互換的。
2K+ 次檢視
