Sisu
"Võim" on üks paljudest mõistetest, mida kasutatakse igapäevases diskursuses lõdvalt, millel on füüsikas väga konkreetne tähendus. Teiste hulgas on jõud, mass, energia, vool - nimekiri on kõike muud kui lõputu.
Füüsikalises väljenduses on võimsus lihtsalt energia ajaühiku kohta või alternatiivina töö ajaühiku kohta, kuna töö ja energia väljendatakse samades ühikutes - tavaliselt džaulides (J), mis on SI ehk rahvusvaheline standardühik, aga ka ergs või arvutustes, kus kaalutakse soojust, kas kalorid või BTU. Energia on omakorda jõu ja vahemaa tulemus. Jõud, mille SI-ühik on njuuton, on massi ja kiirenduse tulemus.
See kõik on siiski lihtsalt taust. Vahel peate võimsust väljendama soojuse abil, sidudes need erinevad ühikud aja jooksul, kasutades kas korrutamist või jagamist. Vatt BTU-le on sellise muundamise näide.
Põhilised tuletised
Nagu märgitud, on jõud massi ja kiirenduse korrutis:
F = ma
SI skeemis on jõul njuutonite ühikut, massi väljendatakse kilogrammides ja kiirendust mõõdetakse ruutmeetrites sekundites või m / s2.
Kui jõud mõjub objektile ja põhjustab selle liikumise, on rakendatud jõu ja objekti liikumise vahekord töö tegemiseks vajalik energia. SI ühikut, džaulina, saab mõne arvutuse lihtsustamiseks njuutonmeetrina väljendada.
Lõpuks annab energia väljund ajaühiku kohta energiat. Kui jäädagi SI-ühikute juurde, siis jagatakse sekunditega jagatud džaulid teiseks SI-ühikuks ehk vattideks. Seega on 1 vatt (W) üks džaul energiast, mis kulub ühe sekundi jooksul (1 J / s).
Energia ja jõud igapäevases maailmas
Kui näete viidet näiteks auto hobujõule, näete selle masina mootori võimsuse ametlikku deklaratsiooni. 1 hobujõud (hj) võrdub 745,7 vatti. Kuna mootorsõidukite hobujõud on tavaliselt sadades, näete, et igapäevaseks otstarbeks pole vatt ja pikemalt džaul vastavalt väga suur võimsus või energia.
Näitena võib öelda, et 1 džaul on ligikaudu energiakogus, mis on vajalik 100-grammise (0,1 kg) eseme, näiteks õuna, tõstmiseks 1 meetri võrra ülespoole raskusjõu suhtes, mis toimib tehtud töö vastassuunas.
BTU väljund
BTU, mis on lühendatult Briti soojusüksus, on määratletud kui soojuse (energia) kogus, mis on vajalik 1 naela vee temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi Fahrenheiti järgi. See toob kaasa tüsistuse enamiku füüsikaprobleemide korral, kus massi mõõdetakse kilogrammides (või erineva võimsusega kümme kilogrammi) ja kraadi mõõdetakse Celsiuse järgi, mida nimetatakse ka Celsiuse järgi. 1 BTU töötab kuni 1055,056 džaulini või samaväärselt 1 BTU = 1055,056 vatt-sekundini.
Soojusvõimsus
Kohati on kasulik arvutada soojuse hajumine energiatarbimisest kodus või kontoris. Kommunaalettevõtted mõõdavad rajatise energiakulu, sageli kuus, kilovatt-tundides või kWh-des. Pidades meeles, et energia on energia ajaühiku kohta, järeldub sellest, et energia on ajaga korrutatud jõud. Kommunaalteenuste pakkujad kasutavad numbrite mugavamaks kasutamiseks SI-ühikut vattide sekundites või džaulides mitte kilovatti, vaid tunde.
Kõige põhjapanevam muundamine vattide, eriti kWh, ja BTU vahelise mõõtmise vahel on:
1 kWh = 3,412 BTU
Kuna vattiühikud ja BTU on erinevad, peate otsustama, millise aja jooksul neid koguseid seostada. Lisateavet leiate lingitud RapidTablesi lehelt (ressursside all).