Como Calcular JoulesDenominado pelo mdico ingls Edward Joule, o joule (J) uma das principais

unidades do sistema mtrico internacional. O joule usado como unidade de

trabalho, a aplicao de fora para uma distncia particular, e na energia

cintica, a energia do movimento, para a qual definido como 1 Newton por

metro. O joule tambm utilizado como unidade de energia eltrica, e pode

ser definido como energia requerida para mover uma corrente de 1 ampre

atravs de um resistor de 1 ohm por 1 segundo, ou o trabalho necessrio para

mover uma carga de 1 coulomb atravs de 1 volt de diferencial de potencial

eltrico, sendo equivalente a 6,24 1018 eltrons-Volt (eV). O joule pode ser

tambm utilizado para medir calor no lugar da caloria ou quilocaloria, sendo

equivalente a 9,4782 10-4 unidades trmicas, ou BTU. A seguir esto

apresentados mtodos de calcular joules como trabalho, energia cintica,

energia eltrica e calor.

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Entenda a definio de "trabalho". Como afirmado anteriormente, o trabalho

definido como a aplicao de fora para mover um objeto por uma distncia em

particular. Ele no leva em considerao quanto tempo seria levado para o processo. A

fim de realizar o presente exemplo, assumiremos que o objeto em movimento uma

pessoa subindo uma escada.

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Pese o objeto em movimento. Para esse exemplo, assumiremos que a pessoa

tem uma massa de 50 kg.

Trabalho definido como a fora aplicada para certa distncia, e no a massa,

de modo que converter quilogramas de massa para Newtons de fora, ou peso,

necessrio para multiplicar pela acelerao devida gravidade, que 9,8 m/s2.

O resultado equivale a um peso total de 490 Newtons.

Mea a distncia a ser movida. Para esse exemplo, assumiremos que a base e o

topo da escada esto localizados a 5 m de distncia.

Multiplique a fora pela distncia. Para uma pessoa com peso de 490 Newton

escalando uma escada de 5 metros, a quantidade de trabalho necessria equivale a

490 5, ou 2.450 J.

Embora trabalho nem sempre se relacione com a quantia de tempo necessria

para se mover um objeto por uma distncia em particular, o conceito relacionado

de potncia o faz. A unidade da potncia o Watt, definido como 1 joule por

segundo. Se pessoa fossem necessrios 5 segundos para subir as escadas, a

quantidade de potncia gasta seria igual a 2.450 dividido por 5, ou 490 W. Se a

ela fossem necessrios 10 segundos, a quantidade de potncia gasta equivaleria

a 2.450 dividido por 10, ou 245 watts.

Mtodo 1 de 4: Calculando Joules Como Trabalho

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Pese o objeto em movimento. Nesse exemplo, mediremos a energia cintica de

uma bicicleta e de um ciclista descendo um morro. Para fins do presente exemplo,

assumiremos que o ciclista possui massa de 50 kg, como anteriormente, e que a bicicleta

tem massa equivalente a 20 kg, totalizando 70 kg.

Mea a distncia do ponto de incio ao ponto de trmino. Para esse exemplo,

assumiremos que a distncia do topo do morro at sua base equivale a 30 m.

Posicione o objeto no ponto de incio. Nesse caso, se trata do topo do morro.

Comece o movimento do objeto. No sinal, o ciclista monta a bicicleta, pedala

para moviment-la e desce pelo morro. Simultaneamente, a pessoa que d o sinal

inicia o cronmetro.

Cronometre quanto tempo levar a viagem do objeto do incio ao fim da linha.

Uma vez que a bicicleta alcance a base do morro, pare o cronmetro. Para o

presente exemplo, assumiremos que bicicleta foram necessrios 5 segundos.

Divida a distncia viajada pelo ciclista pelo tempo tomado por ele at

alcanar seu destino. Isso lhe dar a velocidade da bicicleta. Em nosso exemplo,

a bicicleta viajou 30 m em 5 segundos, resultando em uma velocidade de 6 m/s.

Multiplique a velocidade por si mesma e pela massa. Multiplicar 6 por si mesmo

resulta em 36 e, vezes uma massa de 70 kg, temos o nmero 2.520.

Divida por dois. Isso nos dar a energia cintica em joules. No presente exemplo,

2.520 dividido por 2 resulta em uma energia cintica de 1.260 J, ou 1,26 kJ.

Esse mtodo usado para calcular a energia cintica de balas atiradas de uma

arma. Quanto mais pesada a bala e maior sua velocidade, maior sua energia

cintica. Quanto maior sua energia cintica, mais destrutivo seu potencial.

O mtodo para determinar a energia cintica aqui encontrada vlida apenas

enquanto a velocidade do objeto seja significativamente menor do que a

velocidade da luz. Frequentemente, esse ser o caso.

Mtodo 2 de 4: Calculando Joules Como Energia Cintica

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Escolha um resistor. Resistores so classificados em ohms, com o nvel

denominado diretamente ou indicado com uma srie de faixas coloridas. Voc pode

testar a resistncia de um resistor conectando-o a um ohmmetro ou multmetro. Para o

presente exemplo, assumiremos que o resistor est classificado em 10 ohms.

Conecte o resistor a uma fonte de corrente. Conecte cabos ao resistor com

clipes Fahnestock ou jacar ou, ainda, conecte o resistor a uma placa de testes.

Passe uma corrente pelo circuito durante certo perodo de tempo. Para o

presente exemplo, usaremos um perodo de 10 segundos.

Mea a fora da corrente. Faa-o com um ampermetro ou multmetro. A maioria

das correntes residenciais est em miliampres, ou milsimos de ampre, de modo

que assumiremos uma corrente de 100 miliampres, ou 0,1 ampre.

Multiplique o quadrado da corrente pela resistncia. Isso produz a sada de

potncia em watts. O quadrado de 0,1 igual a 0,01 e, multiplicado por 10, temos

uma sada de potncia equivalente a 0,1 watt, ou 100 miliwatts.

Multiplique a potncia pela quantia de tempo decorrido. Isso dar a sada de

energia em joules. 0,1 watt multiplicado por 10 segundos equivale a 1 joule de

energia eltrica.

Uma vez que joules so unidades pequenas, e uma vez que eletrodomsticos

costumam utilizar watts, miliwatts e quilowatts para indicar quanta potncia

utilizam, a medida normalmente utilizada para a sada de energia o quilowatt-

hora. Um watt igual a 1 joule por segundo, ou 1 joule igual a 1 watt-segundo;

um quilowatt equivale a 1 quilojoule por segundo, e um quilojoule equivale a 1

quilowatt-segundo. Uma vez que h 3.600 segundos em uma hora, 1 quilowatt-

hora igual a 3.600 quilowatt-segundos, 3.600 quilojoules, ou 3.600.000 joules.

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Encontre a massa do objeto em aquecimento. Use uma balana ou escala para

faz-lo. Se o objeto for lquido, pese inicialmente o recipiente vazio no qual ele ser

contido e descubra sua massa. Voc precisar subtrair esse valor da massa do conjunto

para descobrir a massa do lquido. Para o presente exemplo, assumiremos que o objeto

tem massa equivalente a 500 gramas de gua.

Descubra a capacidade de calor especfico do objeto. Essa informao pode

ser encontrada em uma referncia qumica, em um livro ou online. No caso da gua,

a capacidade de calor especfico equivale a 4,19 joules por grama por grau Celsius de

aquecimento.

Mtodo 3 de 4: Calculando Joules Como Energia Eltrica

Mtodo 4 de 4: Calculando Joules Como Calor

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Encontre a temperatura atual do objeto. Caso se trate de um lquido, voc

poder usar um termmetro em bulbo. No caso de alguns objetos, pode ser

necessrio um termmetro em sonda.

Aquea o objeto.

Encontre a nova temperatura do objeto.

Subtraia a temperatura original da aquecida. Isso produzir os graus de

alterao de temperatura no objeto. Assumindo que a gua estava originalmente em

15 C e foi aquecida a 35 C, a mudana de temperatura equivaleria a 20 C.

Multiplique a massa do objeto por sua capacidade de calor especfico e pela

quantidade de mudana em sua temperatura. Para o presente exemplo, isso

equivaleria a 500 4,19 20, ou 41.900 joules.

O calor mais comumente expresso no sistema mtrico em termos de calorias

ou quilocalorias. Uma caloria definida como a quantia de calor necessria para

elevar a temperatura de 1 grama de gua em 1 C, enquanto uma quilocaloria (ou

Caloria) equivale quantia de calor necessria para elevar 1 quilograma de gua

em 1 C. No exemplo supracitado, elevar 500 gramas de gua em 20 C

requereria um gasto de 10.000 calorias, ou 10 quilocalorias.

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Relacionado ao joule est outra unidade mtrica de trabalho e energia

chamada de erg; 1 erg equivale a 1 dina de fora vezes a distncia de 1

cm. Um joule equivale a 10.000.000 ergs.

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Embora o termo "joule" e "Newton-metro" descrevam a mesma

unidade, na prtica, "joule" usado na representao de qualquer

forma de energia e trabalho realizado em linha reta, como no exemplo

de correr um lance de escadas. Quando usado para mensurar torque, a

aplicao da fora na rotao de um objeto, o termo "Newton-metro"

prefervel.

Dicas

Avisos

Calculadora

Cronmetro (para todos os mtodos, exceto ao calcular joules como

calor)

Escala ou balana (para todos os mtodos, exceto ao calcular joules

como energia eltrica)

Assistente (para calcular joules como energia cintica)

Lance de escadas (para calcular joules como trabalho)

Bicicleta (para calcular joules como energia cintica)

Morro (para calcular joules como energia cintica)

Resistor (para calcular joules como energia eltrica)

Cabos ou placa de teste

Multmetro (ou ampermetro e ohmmetro separados)

Clipes Fahnestock ou jacar

Objeto slido ou lquido a ser aquecido (para calcular joules como

calor)

Recipiente prova de calor (como um bquer Pirex para lquidos)

Fonte de calor (como um bico de Bunsen)

Termmetro (em bulbo ou sonda)

Livro de referncia qumica (para encontrar a capacidade de calor

especfico do objeto a ser aquecido)

Calcular a Energia Cintica

http://www.uwsp.edu/cnr/wcee/keep/Mod1/Whatis/PeoplePower.htm

http://www.saskschools.ca/curr_content/chem30/modules/module3/less

on2/calcheat.htm

http://www.mhi-inc.com/Converter/watt_calculator.htm

http://www.caloriesperhour.com/tutorial_calories.php

http://en.wikipedia.org/wiki/Joule

http://en.wikipedia.org/wiki/Kinetic_energy

http://www.kpsec.freeuk.com/power.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Muzzle_energy

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Calcolare i Joule, :

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