Единицы измерения энергии

               МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ 
 
 
 

                                               РЕФЕРАТ 

                          по дисциплине: Основы энергосбережения

                          на тему: Единицы измерения энергии. 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                   МИНСК

                                                      201

     Энергия — скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения материи и мерой перехода движения материи из одних форм в другие.

     Существуют  следующие единицы измерения  энергии:

• Британская термическая единица
• Джоуль
• Калория
• Киловар-час
• Киловатт-час
• Килограмм-сила-метр
• Планковская масса
• Планковская энергия
• Тротиловый эквивалент
• Электронвольт
• Эрг

     -  Британская термическая единица

 

     Соотношения с другими единицами измерений

     1 BTU равен:

• 1054—1060 джоулей
• 252—253 калорий

     Наиболее  известным примером использования  данной единицы является использование связанной единицы BTU/час (BTU/h). Данными единицами маркируется вся продаваемая в нашей стране бытовая техника, предназначенная для кондиционирования.

      - Джоуль

     Джоуль  был введён на Втором международном  конгрессе электриков, проходившем в год смерти Джеймса Джоуля (1889г) в абсолютные практические электрические единицы в качестве единицы работы и энергии электрического тока.

     В других системах единиц:

• 1 Дж = 1 кг·м²/с² = 1 Н·м = 1 Вт·с.
• 1 Дж ≈ 6,2415×1018 эВ.
• 1 000 000 Дж ≈ 0,277(7) кВт·ч.
• 1 кВт·ч = 3 600 000 Дж ≈ 859 845 калории.
• 1 кВт·с = 1 000 Дж.
• 1 Дж ≈ 0,238846 калории.
• 1 калория = 4,1868 Дж.
• 1 термохимическая калория = 4,1840 Дж.

     Ещё одно использование британской тепловой единицы — котировки цен на топливо (как правило, на англо-американских рынках). Один баррель нефти содержит 5,825×106 BTU. Один кубический метр природного газа содержит 35 800 BTU.

      - Калория

     Калория (кал, cal) — внесистемная единица количества работы и энергии, равная количеству тепла, необходимого для нагревания 1 грамма воды на 1 К при стандартном атмосферном давлении 101,325 кПа. В зависимости от принимаемой эталонной температуры воды, существует несколько слегка различных определений калории.

     Энергетическая ценность продуктов питания обозначается в килокалориях (обозначение: ккал).

     1 калм = 4,1868 Дж (1 Дж ≈ 0.2388459 калм) Международная калория, 1956 г.

     1 калт = 4,184 Дж (1 Дж = 0.23901 калт) Термохимическая калория

     

     1 кал15 = 4,18580 Дж (1 Дж = 0.23890 кал15) Калория при 15 °C

              
 
 
 

     Ранее калория широко использовалась для  измерения энергии, работы и теплоты. Но в настоящее время она используется главным образом лишь для оценки энергетической ценности («калорийности») пищевых продуктов. Обычно энергетическая ценность указывается в килокалориях («ккал»).

     Производная от калории единица измерения  количества тепловой энергии — гигакалория (Гкал) (109 калорий) используется для оценки в теплоэнергетике, системах отопления, коммунальном хозяйстве. Так же для этих целей используется производная единица Гкал/час (гигакалория в час), характеризующая количество теплоты произведённой или использованной тем или иным оборудованием за единицу времени. Данная величина эквивалентна тепловой мощности.

     Под калорийностью пищи подразумевается  количество энергии, которое получает организм при полном её усвоении. Чтобы определить полную энергетическую ценность пищи, её сжигают в калориметре и измеряют тепло, выделяющееся в окружающую его водяную баню. Аналогично измеряют и расход энергии человеком: в герметичной камере калориметра измеряют выделяемое человеком тепло и переводят его в «сожжённые» калории - таким образом можно узнать физиологическую энергетическую ценность пищи. Подобным способом можно определить расход энергии на жизнедеятельность и активность для любого человека. Таблица справа отражает эмпирические результаты этих испытаний, по которым и рассчитывается ценность продуктов на их упаковках. Искусственные жиры (маргарины) и жиры морепродуктов имеют эффективность 4-8,5 ккал/г, поэтому можно примерно узнать их долю в общем количестве жиров.

     Ранее были распространены термины «малая калория» (соответствует современной  калории) и «большая калория» (соответствует  современной килокалории).

         - Киловар-час

     Киловар-час (кВар·ч) — внесистемная единица измерения энергии. Используется в народном хозяйстве для измерения потребления энергии на переходные процессы в нагрузке, имеющей емкостную и индуктивную составляющие.

     Потребление реактивной мощности от энергоснабжающей организации нецелесообразно, так как приводит к увеличению требуемой мощности генераторов, трансформаторов, сечения подводящих кабелей (снижение пропускной способности), а также повышению активных потерь и падению напряжения (из-за увеличения реактивной составляющей тока питающей сети). Поэтому реактивную мощность необходимо получать (генерировать) непосредственно у потребителя.

      - Киловатт-час

     Киловатт-час (кВт·ч) — внесистемная единица измерения работы или количества произведенной энергии. Используется преимущественно для измерения потребления электроэнергии в быту, народном хозяйстве и для измерения выработки электроэнергии в электроэнергетике.

     Киловатт-час  равен количеству энергии, потребляемой устройством мощностью один киловатт в течение одного часа. Отсюда :

• 1 кВт·ч = 1000 Вт · 3600 с = 3,6 МДж.

     - Килограмм-сила-метр

     Килограмм-сила-метр (кГм) — единица энергии и работы МКГСС системы единиц.

     1 кГм — работа, совершаемая силой 1 кгс при перемещении точки приложения этой силы на расстояние 1 метр по её направлению.

• 1 кГм = 9,80665 Дж.

     -Масса Планка 

     Масса Планка — единица массы в планковской системе, обозначается MP. Частица с такой массой имеет одинаковые радиус Шварцшильда и комптоновскую длину волны

      ≈ 1,2209×1019 ГэВ/c² = 2,176×10−8 кг.

     На 2006 год рекомендованное международным комитетом CODATA значение массы Планка равно 2,176 44(11)×10−8 кг.

     В физике элементарных частиц и космологии используется величина

      ≈ 4,340 мкг = 2,43×1018 ГэВ/c²,

     которая называется редуцированной массой Планка. Коэффициент позволяет упростить некоторые формулы.

     В отличие от большинства других планковских величин, масса Планка близка к привычным для человека масштабам: так, блоха имеет массу от 4000 до 5000 MP.

     Гипотетическая  частица, масса которой равна  планковской массе, называется максимон.

   - Планковская энергия

     Планковская энергия — физическая константа, численно равная планковской массе, умноженной на квадрат скорости света. В естественной системе единиц планковская энергия является единицей измерения энергии. Обозначается EP.