Een joule (J) is de afgeleide eenheid van energie in het Internationale Systeem van Eenheden (SI). Het wordt gedefinieerd als de hoeveelheid overgedragen energie of verrichte arbeid wanneer een kracht van één Newton wordt uitgeoefend over een afstand van één meter in de richting van de kracht.

In vergelijkingsvorm kan het worden uitgedrukt als:

Joule (J) =Newton (N) × meter (m)

Het is belangrijk op te merken dat de joule de omvang van de energie meet, zonder de aard of het type energie te specificeren. Energie kan in verschillende vormen bestaan, zoals warmte, licht, potentiële energie, kinetische energie en meer. Joules worden gebruikt om al deze vormen van energie uniform te kwantificeren.

Hier zijn enkele voorbeelden van energiehoeveelheden uitgedrukt in joules:

1. Een persoon tilt een voorwerp van 10 kilogram verticaal over een hoogte van 2 meter, tegen de zwaartekracht in. De arbeid die wordt verricht bij het optillen van het object bedraagt ​​200 joule (10 kg × 9,8 m/s² × 2 m).

2. Een gloeilamp verbruikt 60 watt aan vermogen en brandt 1 uur. De totale energie die door de gloeilamp wordt verbruikt, is 216.000 joule (60 J/s × 3600 s).

3. Een rijdende auto met een massa van 1000 kilogram rijdt met een snelheid van 20 meter per seconde. De kinetische energie van de auto is 200.000 joule (1/2 × 1000 kg × (20 m/s)²).

Praktisch gezien vertegenwoordigt een joule een relatief kleine hoeveelheid energie. Eén joule is bijvoorbeeld ongeveer gelijk aan de energie die nodig is om een ​​kleine appel ongeveer een tiende van een meter omhoog te brengen, tegen de zwaartekracht in. Daarentegen worden grotere energiewaarden vaak uitgedrukt in kilojoules (kJ) of megajoules (MJ) om respectievelijk duizenden of miljoenen joules aan te duiden.

Het begrijpen en meten van energie in joules is van fundamenteel belang op verschillende wetenschappelijke gebieden, zoals natuurkunde, techniek en thermodynamica. Het maakt nauwkeurige kwantificering en vergelijking van energieoverdrachten mogelijk en stelt ons in staat energiefenomenen nauwkeurig te kwantificeren en analyseren.