ジュールとは (ジュールとは) [単語記事]

ジュールとは、エネルギー、仕事、熱量、電気量の単位である。イギリスの物理学者ジェームス・プレスコット・ジュールが由来。

概要

ジュールとは、SI単位系(メートル法)で定義されている単位である。表記はJ。質量1キログラムの物体を1ニュートンの力（N）でその力の方向に1メートル動かすときの仕事（N･m）と定義される。1J=1Nm。

また、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。1J=1CV。

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ワット秒(W･s)である。1J=1Ws

ジュールは熱量も表す。同じく熱量を表すカロリー(cal)は水の温度変化を基準にしているため換算が必要となる。1J≒0.24cal。

単位の組み立ては、1J=kg･m²･s^-2＝1Nm。質量×速さの2乗、質量×移動距離×加速度、力×移動距離、といった計算をして算出する。

摩擦熱や電気抵抗による熱をジュール熱などと呼ぶことがある。

ニュートン・メートルとの関係について

冒頭にあるとおり1J=1N×1mであるが、「N･m」(ニュートン・メートル)という表記は、慣例上力のモーメント(トルク)の単位として用いられるため、エネルギーの単位としては「ジュール」を優先することが推奨されている。

日本におけるジュール

日本の計量法では、仕事・熱量・電気量の単位として、ジュールと共にワット秒（W･s、ジュールに等しい）、ワット時（=1600J）の使用が認められている。1ワット（W）は1秒間に1Jの仕事が行われるときの仕事率に一致する。よく見かける例として、電気代の請求書で電気の使用量として1キロワット秒（=1000J/s）の電力を1時間使ったときの電力量であるキロワット時（kW/h=1kJ/s×3600秒=3.6メガジュール）を見ることができる。請求書を見るときに、電気代だけでなく「どれくらいのエネルギーを使ったか」も意識してみるといいかもしれない。