Convertitore da joule a watt

P = E / t, where E is the energy in joules and t is the time in seconds; equivalently E = P × t

E

L'energia erogata, in joule. È una quantità, non una velocità: la trattiene una batteria, la trattiene un serbatoio d'acqua calda, la trattiene una massa in volo sotto forma di energia cinetica. Proprio perché è una quantità non dice nulla su quanto in fretta sia successo qualcosa: un chilowattora è un chilowattora sia che sia stato prelevato in un'ora sia che sia stato scaricato in un millisecondo, e la differenza fra questi due casi è l'intero argomento di questa pagina (J)

t

Il tempo in cui l'energia è stata erogata, in secondi. È un dato obbligatorio e non un'aggiunta facoltativa, perché senza di esso la domanda non ha risposta: un'energia divisa per un tempo non specificato non è un numero grande né piccolo, è indefinita. Inseriscilo in minuti o in ore se è così che l'hai misurato, e la pagina converte in secondi prima di dividere

P

La potenza media in watt, cioè l'energia divisa per il tempo. Media è la parola che conta: un apparecchio che assorbe stabilmente 1 kW e uno che non assorbe nulla per metà dell'intervallo e 2 kW per l'altra metà hanno entrambi una media di 1 kW sull'intero intervallo, e questo calcolo non sa distinguerli. Un watt è un joule al secondo, ed è la definizione su cui poggia tutta la pagina. La terza uscita ridice la stessa energia in kWh — un kilowatt mantenuto per un'ora, esattamente 3.600.000 joule — che è l'unità in cui sono scritti i contatori, le tariffe e le etichette degli elettrodomestici, e il modo più rapido per verificare una cifra in joule contro la realtà: fra 0,1 e 2 chilowattora è l'intervallo in cui cade un elettrodomestico domestico che lavora per un'ora (W)

Usala ogni volta che una domanda accoppia una quantità di energia a una durata, e soprattutto quando è proprio quell'accoppiamento a essere in discussione: quanti watt sono un chilowattora, che potenza media rappresenta un impulso da 100 kJ, quanto assorbe una ricarica da 2 kWh distribuita su otto ore. È la pagina per trasformare in una velocità una cifra di energia presa da una bolletta, da una scheda tecnica di batteria o da un conteggio di calorie, e per il controllo inverso: un apparecchio dichiarato in watt, su un tempo noto, consuma un numero calcolabile di joule e di chilowattora. Non è la pagina del costo dell'energia, che è questo risultato moltiplicato per una tariffa: per il consumo elettrico in euro serve la tariffa, che cambia da fornitore a fornitore e nel tempo.

1. I valori predefiniti: 3,6 milioni di joule in un'ora

   1. Energia 3.600.000 J, tempo 3600 s (un'ora)
   2. La potenza è 3.600.000 / 3600 = 1000 W
   3. In kilowatt sono 1000 / 1000 = 1 kW
   4. L'energia è 3.600.000 / 3.600.000 = 1 kWh

   Questa è la riga che risponde a quanti watt è un chilowattora: 1000, e solo perché l'ora è stata specificata. Cambia il campo del tempo in 1 secondo e la stessa energia dà 3,6 MW — una cifra che sembra assurda per una fornitura domestica ed è del tutto corretta per un banco di condensatori che si scarica o per un impulso. Il fatto che entrambi i numeri vengano da un'energia identica è il punto della pagina, ed è il motivo per cui l'uscita in chilowattora sta accanto ai watt: è l'unica delle tre che non dipende dal tempo che hai inserito.

2. Una chilocaloria erogata in un minuto

   1. Energia 4184 J (una chilocaloria termochimica), tempo 60 s
   2. La potenza è 4184 / 60 = 69,733 W
   3. In kilowatt sono 0,069733 kW
   4. L'energia è 4184 / 3.600.000 = 0,001162 kWh, che si arrotonda a 0,001

   Una caloria alimentare è 4184 joule, e un corpo umano ne spende all'incirca altrettanti in un minuto a riposo: quindi i 69,7 W di qui non sono una coincidenza, sono il metabolismo basale, e corrispondono più o meno a una vecchia lampadina a incandescenza. Vale la pena vedere quanto è piccola la cifra in chilowattora: una chilocaloria è 0,00116 kWh, quindi una giornata di cibo a 2000 kcal è circa 2,3 kWh di energia chimica, più o meno quello che consuma in un'ora una stufetta elettrica.

3. I 20 wattora di una batteria di portatile in un minuto

   1. Energia 72.000 J (= 20 Wh), tempo 60 s
   2. La potenza è 72.000 / 60 = 1200 W
   3. In kilowatt sono 1,2 kW
   4. L'energia è 72.000 / 3.600.000 = 0,02 kWh, che sono i 20 Wh dichiarati sulla batteria

   Il punto qui è lo scarto fra quanta energia è immagazzinata e quanto in fretta le viene chiesto di uscire: 20 Wh consegnati in 60 secondi sono 1200 W, cioè sessanta volte i 20 W che la stessa batteria erogherebbe spalmati su un'ora. La terza uscita è il controllo nel verso opposto, ed è l'unica delle tre che il campo del tempo non può toccare: 0,02 kWh sono esattamente i 20 Wh stampati sull'etichetta.

4. La stessa energia distribuita su una giornata intera

   1. Energia 3.600.000 J, tempo 86.400 s (24 ore)
   2. La potenza è 3.600.000 / 86.400 = 41,667 W
   3. In kilowatt sono 0,041667 kW
   4. L'energia è sempre 1 kWh

   Stessa cifra in joule del primo esempio, stessa cifra in chilowattora, e una potenza più di venti volte più piccola. È un flusso continuo di circa 42 W — un router, un carico in standby, una piccola pompa di circolazione — ed è quello a cui corrisponde un chilowattora al giorno. Il confronto è la parte utile: un apparecchio che assorbe 1000 W per un'ora e uno che assorbe 41,667 W per un giorno usano energia identica, e in bolletta compariranno come lo stesso chilowattora.

Questa è una potenza media, non istantanea. Ogni apparecchio che commuta, pulsa o varia il proprio assorbimento è rappresentato qui da un unico numero uguale all'energia totale divisa per il tempo totale, che è la risposta giusta per una bolletta e quella sbagliata per dimensionare un fusibile: una media di 100 W che arriva in impulsi da 1 ms assorbe 100 kW durante ogni impulso. L'energia è trattata come erogata in modo costante per tutto l'intervallo, quindi salite, discese e periodi di riposo vengono tutti mediati senza essere modellati. Le perdite di calore non sono incluse: l'energia in ingresso è l'energia usata, non quella che è uscita come lavoro utile, quindi un rendimento va applicato al risultato e non ai dati di ingresso.

Quanti watt è un chilowattora?

Tremilaseicento se viene erogato in un'ora, e la domanda non ha risposta finché non fornisci un tempo: è esattamente il motivo per cui questa pagina ha un campo per il tempo invece di un valore sottinteso. Un chilowattora è 3.600.000 joule, quindi usato in un'ora sono 1000 W, usato in un secondo sono 3,6 MW, e distribuito su una giornata intera sono 41,667 W. Il chilowattora è una quantità di energia e il watt è una velocità, quindi la stessa energia dà ognuna di quelle potenze a seconda dell'intervallo.

Che cos'è un joule al secondo?

Un joule al secondo è un watt: è la definizione del watt, ed è il motivo per cui dividere l'energia per il tempo è tutta l'aritmetica di questa pagina. È anche il motivo per cui l'unità porta il nome di una velocità: una lampadina da 60 W usa 60 joule ogni secondo, quindi un'ora della sua luce è 60 × 3600 = 216.000 J, ovvero 0,06 kWh. Qualunque conversione fra un'unità di energia e una di potenza passa per un tempo esattamente per questa ragione.

Come si calcola il costo di esercizio di un elettrodomestico?

Dividi l'energia in joule per 3.600.000 per ottenere i chilowattora, poi moltiplica per il prezzo al chilowattora. La terza uscita di questa pagina fa il primo passo: una stufa da 2000 W lasciata accesa tre ore sono 6000 Wh, cioè 6 kWh, e a una tariffa tipica intorno a 0,20 per unità sono circa 1,20. La pagina si ferma di proposito prima del prezzo, perché una tariffa è un numero locale e mutevole e l'aritmetica che conta è quella dell'energia.

Perché la stessa energia dà wattaggi diversi?

Perché i watt misurano quanto in fretta l'energia viene spesa, non quanta ce n'è. I quattro esempi di questa pagina dividono tutti una cifra fissa in joule per tempi diversi: 3,6 MJ su 3600 secondi sono 1000 W, su 86.400 secondi sono 41,667 W, e su 1 secondo sono 3,6 MW. Immagina la stessa quantità d'acqua versata attraverso un tubo stretto nell'arco di una giornata, o attraverso uno largo in un secondo: il volume è identico, la portata no.

Posso inserire il tempo in ore invece che in secondi?

Sì, e la pagina converte prima di dividere, quindi l'aritmetica è la stessa in entrambi i casi. Il campo del tempo accetta secondi, minuti e ore, e quello che conta è solo la durata, non l'unità con cui è stata misurata. Una cautela: il calcolo interno è fatto in secondi, quindi un tempo inserito come 1 ora vale 3600 — se stai verificando l'aritmetica a mano, ricorda che le uscite sono in watt e in kilowatt, non in wattora.

È la stessa cosa che convertire i watt in joule?

È la stessa equazione letta nel verso opposto. La potenza è l'energia divisa per il tempo, quindi l'energia è la potenza moltiplicata per il tempo: questa pagina prende energia e tempo e restituisce potenza, e la conversione inversa prende potenza e tempo e restituisce energia. In un caso e nell'altro il tempo è una terza grandezza obbligatoria, ed è per questo che né un'unità di energia né una di potenza si possono convertire l'una nell'altra con un semplice fattore: un watt è un joule al secondo, e quel al secondo deve pur venire da qualche parte.

• NIST Guide for the Use of the International System of Units (SI), §4 — the watt as one joule per second, and the kilowatt-hour as 3.6 megajoules — NIST
• Watt — the definition as a rate of energy transfer, and its relation to the joule, the kilowatt-hour and the horsepower — Wikipedia
• Estimating Appliance and Home Electronic Energy Use — working from a rated wattage and hours of use to the kilowatt-hours a meter will charge for — U.S. Department of Energy