وحدات قياس الطاقة

الطاقة

الطاقة هي إحدى الكميّات المهمّة في الكون من حولنا والتي نحتاج إلى طريقةٍ محددةٍ لمعرفتها، ولهذا فإنّه يتمّ تحديد مقدار الطاقة كباقي الكميات الأخرى باستخدام الوحدات المُتعارف عليها عالمياً، فيوجد عددٌ من الوحدات المختلفة لقياس الطاقة والمستخدمة في تطبيقاتٍ مختلفةٍ والمُعرّفة تعريفاً ثابتاً، كما أنّ هذه الوحدات معروفة الكميّات؛ حيث إنّه يمكن التحويل من وحدةٍ إلى وحدةٍ أخرى باستخدام معادلةٍ معرّفةٍ مسبقاً.

وحدات قياس الطاقة

الجول

الجول هو أشهر وحدات الطاقة عالمياً وأكثرها استخداماً وانتشاراً وخاصّةً في مجال العلوم والهندسة، فهي الوحدة المستخدمة في النظام العالمي للوحدات (SI)، فالجول الواحد يعبّر عن مقدار الطاقة التي تنتقل إلى جسمٍ ما أو الشغل المبذول عند تعريض الجسم إلى قوّةٍ مقدارها نيوتن واحد في اتجاه حركته لمسافة مترٍ واحد، وهي أيضاً كميّة الطاقة الحرارية المتبدّدة عند مرور تيارٍ كهربائيٍّ بمقدار أمبيرٍ واحدٍ عبر مقاومةٍ مقدارها أومٌ واحد خلال ثانيةٍ واحدة.

توجد تَعريفاتٌ أخرى للجول؛ إذ إنّه مقدار الشغل الذي نحتاجه لتحريك شحنةٍ كهربائية مقدارها كولوم واحد عبر فرق جهدٍ مقداره فولتٌ واحد، أو مقدار الشغل الذي نحتاجه من أجل توليد واطٍ واحدٍ من القدرة خلال ثانيةٍ واحدة، وترجع تسمية الجول إلى العالم جيمس بريسكوت جول.

الوحدة الحرارية البريطانية BTU

هي مقدار الطاقة الذي نحتاجه لرفع درجة حرارة باوندٍ واحدٍ من الماء درجةً فهرنهايتيةً واحدة، وتساوي الوحدة الحرارية البريطانية الواحدة 1055 جولاً تقريباً.

وحدة القدم-رطل Pound-force

هي الوحدة المُستخدمة في النظام البريطاني للوحدات أو كما يُعرف أيضاً بالنظام الإمبراطوري، وتعبر هذه الوحدة عن مقدار الطاقة المنتقلة عند تطبيق قوةٍ مقدارها رطل قوةٍ واحد lbf على مسافةٍ خطيةٍ مقدارها قدمٌ واحد، وتساوي هذه الوحدة 1.355 جول تقريباً.

السعرة الحرارية

هي الوحدة المُستخدمة لقياس الطاقة الحرارية على وجه التحديد، وهي مقدار الطاقة الحرارية اللازمة لرفع درجة حرارة جرامٍ واحدٍ من الماء درجةً مئويةً واحدة في ضغطٍ جويٍّ مقداره 1 atm وهي ما تعادل 10.132.5 باسكال، وعادةً تستخدم وحدة الكيلوكالوري بدلاً من الكالوري وهي مقدار الطاقة الحرارية اللازمة لرفع كيلوجرامٍ واحدٍ من الماء درجةً مئويةً واحدة في الظروف ذاتها، وتساوي هذه الوحدة 4.2 جول تقريباً.

تُستخدم وحدة السعرة الحرارية أو الكيلوكالوري بالخصوص لتحديد كمية الطاقة الموجودة في الطعام؛ فالسعرات الحرارية هي مُؤشّرٌ على مقدار الطاقة الموجودة في الأطعمة المختلفة والتي يتمّ تحديدها بناءً على محتواها من البروتينات والكربوهيدرات والدهون؛ إذ يحتوي جرام الدهون الواحد على سبيل المثال على تسع سعراتٍ حراريةٍ كبيرة (كيلوكالوري)، بينما تحتوي الكربوهيدرات والبروتينات على ما يقارب الأربعة كيلوكالوري.