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「力」は、物理学で非常に具体的な意味を持つ、日常の談話で大まかに使用される多くの用語の1つです。その他には、力、質量、エネルギー、電流などがあります。リストは無限です。
物理学の用語では、電力は単純に単位時間あたりのエネルギー、あるいは単位時間あたりの仕事です。仕事とエネルギーは同じ単位で表されるためです。エルグ、または熱を考慮している計算では、カロリーまたはBTU。エネルギーは、力と距離の積です。力は、SI単位がニュートンであるため、質量と加速度の積です。
ただし、これらはすべてバックグラウンドです。時には、乗算または除算のいずれかを使用して、これらの異なるユニットを時間を通じてリンクすることにより、熱に関してパワーを表現する必要があります。ワットからBTUへの変換は、このような変換の例です。
基本的な派生
前述のように、力は質量と加速度の積です。
F = ma
ここで、SIスキームでは、力の単位はニュートンであり、質量はキログラムで表され、加速度は1秒あたりのメートル、またはm / sで測定されます2.
力がオブジェクトに作用し、オブジェクトを動かすと、加えられた力とオブジェクトが動く距離の積が、仕事を完了するために必要なエネルギーになります。 SI単位であるジュールは、いくつかの計算をニュートンメーターとして単純化するために表現できます。
最後に、単位時間あたりのエネルギー出力は電力を生み出します。再びSI単位に固執すると、ジュールを秒で割ると、別のSI単位であるワットに減少します。したがって、1ワット(W)は、1秒間に消費されるエネルギーの1ジュール(1 J / s)です。
毎日の世界のエネルギーとパワー
たとえば、自動車の馬力への言及に出くわすと、そのマシンエンジンの力の正式な宣言が表示されます。 1馬力(hp)は745.7ワットに相当します。自動車の馬力は通常数百単位であるため、日常の目的では、ワット、ひいてはジュールは、それぞれ非常に大量の電力またはエネルギーではないことがわかります。
例として、1ジュールは、リンゴなどの100グラム(0.1 kg)の物体を、実行される作業の反対方向に作用する重力に抗して1メートル上に持ち上げるのに必要なエネルギー量です。
BTU出力
British Thermal Unitの略であるBTUは、水1ポンドの温度を華氏1度上げるのに必要な熱量(エネルギー)として定義されます。これは、質量がキログラム(または10キログラムのさまざまな累乗)で測定され、度が摂氏(摂氏とも呼ばれる)で測定される、ほとんどの物理問題に複雑さをもたらします。 1 BTUは1055.056ジュール、または同等の1 BTU = 1055.056ワット秒になります。
熱出力
場合によっては、家庭やオフィスの設定での消費電力から熱放散を計算すると便利です。電力会社は、施設が使用するエネルギーの量を、多くの場合月ごとにキロワット時、またはkWhで測定します。電力は単位時間あたりのエネルギーであることに留意して、エネルギーは電力に時間を乗じたものであることになります。電力会社は、SI単位のワット時間秒(ジュール)ではなく、キロワット時間を使用して、数字をより使いやすくしています。
ワット、特にkWhを含む測定とBTUの間の最も基本的な変換は次のとおりです。
1 kWh = 3,412 BTU
ワットとBTUの単位は異なるため、これらの量を関連付ける時間枠を決定する必要があります。その他の例については、リンクされたRapidTablesページ(「リソース」の下)を参照してください。