وحدات الطاقة

تُعرَّف الطاقة من خلال الشغل ، لذا فإن وحدة الطاقة في النظام الدولي للوحدات هي نفسها وحدة الشغل - الجول (J)، الذي سُمّي تكريمًا لجيمس بريسكوت جول ^{[ 1 ]} وتجاربه على المكافئ الميكانيكي للحرارة . بعبارة أخرى أكثر جوهرية ، الجول الواحد يساوي نيوتن متر واحد ، وذلك من حيث وحدات النظام الدولي للوحدات الأساسية. 

${\displaystyle 1\ \mathrm {J} =1\ \mathrm {kg} \left({\frac {\mathrm {m} }{\mathrm {s} }}\right)^{2}=1\ {\frac {\mathrm {kg} \cdot \mathrm {m} ^{2}}{\mathrm {s} ^{2}}}}$

وحدة الطاقة المستخدمة في الفيزياء الذرية ، وفيزياء الجسيمات ، وفيزياء الطاقة العالية هي الإلكترون فولت (eV).  إلكترون فولت واحد يعادل 10 ...1.602 176 634 × 10 ⁻¹⁹  جول . ^{[ 2 ]}

في علم الأطياف ، وحدة سم⁻¹ ^≈ يُستخدم الرقم 0.000 123 9842 إلكترون فولت لتمثيل الطاقة، لأن الطاقة تتناسب عكسيًا مع الطول الموجي وفقًا للمعادلة.${\displaystyle E=h\nu =hc/\lambda }$.

في مناقشات إنتاج واستهلاك الطاقة، غالباً ما يتم استخدام وحدات برميل مكافئ النفط وطن مكافئ النفط .

تشمل الوحدات الإمبراطورية البريطانية والوحدات الأمريكية التقليدية لكل من الطاقة والعمل قوة القدم-الرطل (1.3558  جول)، والوحدة الحرارية البريطانية (BTU) التي لها قيم مختلفة في حدود 1055  جول، وحصان -ساعة (2.6845  ميجا جول)، ومكافئ جالون البنزين (حوالي 120  ميجا جول).

يوضح الجدول التباين الكبير في قيم وحدات الطاقة التقليدية. فعلى سبيل المثال، تعادل وحدة حرارية بريطانية واحدة حوالي 1000 جول، وهناك فرق يصل إلى 25 رتبة مقدارية بين الكيلوواط ساعة والإلكترون فولت.

وحدة قياس الطاقة الكهربائية، وخاصةً في فواتير الخدمات، هي الكيلوواط ساعة (kWh)؛ ^{[ 3 ]} الكيلوواط ساعة الواحدة تساوي3.6  ميغا جول . يُقاس استهلاك الكهرباء عادةً بالكيلوواط ساعة سنويًا أو لفترات زمنية أخرى. ^{[ 4 ]} هذا مقياس لمتوسط ​​استهلاك الطاقة ، أي متوسط ​​معدل نقل الطاقة. الكيلوواط ساعة الواحد سنويًا يعادل حوالي 0.11 واط.

يُباع الغاز الطبيعي عادةً بوحدات محتواه من الطاقة أو بالحجم. من الوحدات الشائعة للبيع بوحدات محتواه من الطاقة: الجول أو الثيرم . الثيرم الواحد يساوي حوالي 105.5 ميغا جول ^{[ 5 ]} . أما الوحدات الشائعة للبيع بالحجم فهي المتر المكعب أو القدم المكعب. يُباع الغاز الطبيعي في الولايات المتحدة بالثيرم أو 100 قدم مكعب (100  قدم ^مكعب ). وفي أستراليا، يُباع بالمتر المكعب ، حيث يحتوي المتر المكعب الواحد على حوالي 38  ميغا جول. وفي معظم دول العالم، يُباع الغاز الطبيعي بالجيجا جول.

تُعرَّف السعرة الحرارية بأنها كمية الطاقة الحرارية اللازمة لرفع درجة حرارة غرام واحد من الماء بمقدار درجة مئوية واحدة ، من درجة حرارة 100 درجة مئوية. 14.5  درجة مئوية ، عند ضغط1 ضغط جوي  . في الكيمياء الحرارية، سعر حراري مقدارهتم استخدام 4.184  جول ، ولكن تم تحديد سعرات حرارية أخرى أيضًا، مثل سعرات الجدول الدولي للبخار.4.1868  جول . في العديد من المناطق، تُقاس طاقة الغذاء بالسعرات الحرارية الكبيرة ( السعرة الحرارية الكبيرة هي كيلو كالوري، وتساوي 4.1868 جول).1000  سعر حراري )، تُكتب أحيانًا بحرف كبير " سعرات حرارية" . في الاتحاد الأوروبي، يُعدّ وضع ملصقات الطاقة الغذائية بالجول إلزاميًا، وغالبًا ما تُضاف السعرات الحرارية كمعلومات تكميلية.

في الفيزياء والكيمياء، يشيع قياس الطاقة على المستوى الذري بوحدات الإلكترون فولت (eV)، وهي وحدات غير تابعة للنظام الدولي للوحدات، ولكنها ملائمة. يُعادل الإلكترون فولت الواحد (1 eV) الطاقة الحركية التي يكتسبها الإلكترون عند مروره عبر فرق جهد مقداره 1 فولت في الفراغ. ومن الشائع استخدام بادئات النظام الدولي للوحدات (مثل الميلي، والميغا، إلخ) مع الإلكترون فولت . ونظرًا للتكافؤ النسبي بين الكتلة والطاقة ، يُستخدم الإلكترون فولت أحيانًا كوحدة للكتلة ^{[ 6 ]} . وفي فيزياء الجسيمات تحديدًا، يشيع استخدام الوحدات الطبيعية.${\displaystyle c=\hbar =1}$(أين${\displaystyle \hbar =h/2\pi }$(حيث λ هو ثابت بلانك المختزل ). في هذا النظام، تُقاس الطاقة بنفس وحدات الزخم والكتلة ومقلوب الطول، وكلها بوحدة الإلكترون فولت (eV). تُستخدم وحدة هارتري ( وحدة الطاقة الذرية ) بشكل شائع في مجال الكيمياء الحاسوبية، إذ تنشأ هذه الوحدات مباشرةً من خوارزميات الحساب دون الحاجة إلى أي تحويل. تاريخيًا، استُخدمت وحدات ريدبيرغ . ^{[ 7 ]}

في علم الأطياف والمجالات ذات الصلة، يشيع قياس مستويات الطاقة بوحدات مقلوب السنتيمترات . هذه الوحدات (سم⁻¹ ⁾ ليست، بالمعنى الدقيق للكلمة، وحدات طاقة، بل وحدات تتناسب مع الطاقات.${\displaystyle \ hc\sim 2\cdot 10^{-23}\ \mathrm {J} \ \mathrm {cm} }$^{[ 8 ]} حيث أن ثابت التناسب.

يُطلق غرام واحد من مادة تي إن تي ما بين 4100 و4600 جول (980 إلى 1100 سعر حراري ) عند انفجاره. ولتحديد طن تي إن تي ، تم توحيد هذه القيمة لتكون 1 كيلو كالوري (4184 جول) ، مما يعطي قيمة 4.184 جيجا جول ( مليار سعر حراري) لطن تي إن تي. ^{[ 9 ]} 

• استهلاك الطاقة
• تحويل وحدات درجة الحرارة
• تحويل وحدات الطاقة أو الشغل أو كمية الحرارة
• كايزر (وحدة قياس العدد الموجي)
• قائمة وحدات القياس غير المألوفة
• مؤشر الحد الأقصى للطلب
• مراتب من حيث الحجم (الطاقة)
• إرج
• عدو (وحدة)