Convertitore da watt a joule

E = P × t, and since 1 W = 1 J/s the two are already in the same system so no conversion factor appears

P

La potenza assorbita dall'apparecchio, in watt: normalmente la cifra sulla sua targhetta. È una velocità, joule al secondo, energia che scorre e non energia immagazzinata. Su questa pagina è tenuta costante per tutto il periodo, il che è esatto per un carico resistivo su un'alimentazione stabile e una media per qualunque cosa si accenda e si spenga a cicli, come un frigorifero o una stufa comandata da un termostato. Un valore di zero è accettato e dà energia zero, il che è corretto e non degenere

t

Per quanto la potenza viene mantenuta, in secondi. È l'ingresso che rende necessaria questa pagina: senza di esso non c'è risposta alcuna, perché una velocità diventa una quantità solo quando dici per quanto tempo. Gli stessi 2000 W sono 2000 J in un secondo e 7.200.000 J in un'ora. Il campo accetta secondi, minuti o ore, e deve essere maggiore di zero: una durata nulla non è un istante di potenza enorme, è l'assenza di qualunque processo, e la pagina la rifiuta invece di restituire un piatto 0 J

3600000

Il numero di joule contenuti in un chilowattora, ed è una definizione e non una conversione: 1 W per 1 h, scritto per esteso. È l'unica costante della pagina, ed è ciò che permette di ridire l'energia nell'unità in cui è scritta una bolletta. Ogni cifra pubblicata per una batteria, un elettrodomestico o un veicolo elettrico è citata in questa unità, ed è per questo che la riga sta sul pannello: i joule sono la risposta alla domanda posta, i chilowattora sono la risposta alla domanda che segue

Usala ogni volta che un apparecchio è descritto dalla sua potenza e vuoi sapere quanta energia consuma davvero: una potenza di targa confrontata con una cifra giornaliera o mensile, un pacco batterie dimensionato da un carico continuo, o il costo di esercizio ricavato da una lettura del contatore. È energia dalla potenza e dal tempo, una sola moltiplicazione, ed è anche l'inverso della calcolatrice da joule a watt: quella pagina divide l'energia per il tempo per ottenere la potenza, questa moltiplica la potenza per il tempo per ottenere l'energia, e su entrambe ci sono la stessa coppia di grandezze. L'unica cosa da stabilire prima è il periodo, perché una potenza senza durata non è la risposta a niente.

1. I valori predefiniti: 1000 W lasciati accesi per un'ora

   1. Potenza 1000 W mantenuta per 3600 secondi
   2. Moltiplica: 1000 × 3600 = 3.600.000 J
   3. Dividi per 1000 per i kilojoule: 3600 kJ
   4. Dividi per 3.600.000 per i chilowattora: esattamente 1 kWh

   Le tre righe sono lo stesso numero in tre taglie, e la terza è la ragione per cui l'unità si chiama così: un kilowatt mantenuto per un'ora. Questa è anche la coppia di valori predefiniti della pagina da joule a watt letta al contrario: là 3,6 MJ distribuiti su un'ora danno 1000 W, qui 1000 W tenuti per un'ora danno 3,6 MJ. Arrivando da una delle due pagine, l'altra concorda fino all'ultima cifra, ed è questo che rende la coppia utile averla separata.

2. Un bollitore da 2000 W fatto bollire per un minuto

   1. Potenza 2000 W per 60 secondi
   2. Moltiplica: 2000 × 60 = 120.000 J
   3. In kilojoule sono 120 kJ
   4. In chilowattora: 120.000 / 3.600.000 = 0,033333 kWh

   Un decimo di chilowattora non è quello che la maggior parte delle persone si aspetta consumi un bollitore, e le due cifre dietro sono entrambe vere: 2 kW è una velocità grande, un minuto è un periodo breve, e l'energia è il prodotto. È la forma quotidiana dell'errore da cui la pagina mette in guardia: una potenza alta suona costosa, ma il costo è l'energia, e l'energia è quello che una velocità fa nel tempo. Far bollire lo stesso bollitore per un'ora sarebbe 7,2 MJ, sessanta volte tanto, con lo stesso apparecchio.

3. 1200 W tenuti per 60 secondi, l'inverso del caso della pagina da joule a watt

   1. Potenza 1200 W per 60 secondi
   2. Moltiplica: 1200 × 60 = 72.000 J
   3. In kilojoule: 72 kJ
   4. In chilowattora: 72.000 / 3.600.000 = 0,02 kWh

   La pagina da joule a watt contiene l'immagine speculare di questo caso: gli stessi 72.000 J sugli stessi 60 secondi, inseriti là come energia e restituiti come 1200 W. Le due pagine sono una l'inversa dell'altra, e un lettore che le abbia entrambe aperte dovrebbe riottenere lo stesso terzo numero dopo aver girato in tondo. Se le due non concordassero mai, una delle due sbaglierebbe l'aritmetica e non la fisica.

4. Un router da 10 W lasciato acceso per una giornata intera

   1. Potenza 10 W mantenuta per 86.400 secondi, cioè 24 ore
   2. Moltiplica: 10 × 86.400 = 864.000 J
   3. In kilojoule: 864 kJ
   4. In chilowattora: 864.000 / 3.600.000 = 0,24 kWh

   Questa è la domanda che i piccoli apparecchi sempre accesi sollevano davvero, e la risposta è un quarto di chilowattora al giorno: meno di un decimo di quello che consuma un frigorifero, e circa un centesimo di quello che assorbe una singola ricarica di un'auto elettrica. Leggerla in chilowattora invece che in joule è ciò che rende possibile il confronto: 864 kJ non significano nulla accanto a una bolletta mensile, mentre 0,24 kWh stanno direttamente accanto alle altre cifre che ci sono sopra.

5. Un milliwatt tenuto per un secondo, l'estremo piccolo dell'intervallo

   1. Potenza 0,001 W per 1 secondo
   2. Moltiplica: 0,001 × 1 = 0,001 J
   3. In kilojoule: 0,000001 kJ, la stessa grandezza sei posti più in basso
   4. In chilowattora: 2,778 × 10⁻¹⁰, che è oltre il punto in cui i decimali fissi smettono di essere leggibili

   A questo estremo dell'intervallo non cambia nulla nella fisica, e la pagina ha comunque bisogno che la riga si comporti bene. Due decimali sulla riga dei joule stamparebbero questo come 0,00 J, una risposta sbagliata e indistinguibile da una giusta, ed è per questo che quella riga ne porta tre. La riga dei chilowattora è uscita del tutto dalla finestra dei decimali ordinari e passa alla notazione scientifica, lo stesso passaggio che fa la pagina da joule a watt per la stessa ragione: fra un milliwatt-secondo e un megawatt-giorno le due pagine coprono quattordici ordini di grandezza.

La potenza è tenuta costante per tutto il periodo, il che è esatto per un carico resistivo su un'alimentazione stabile e soltanto una media per qualunque cosa funzioni a cicli: un frigorifero, una stufa comandata da un termostato o un apparecchio con uno stato di standby assorbono una corrente variabile, e l'energia che usano davvero dipende dal loro ciclo di lavoro e non dalla loro potenza di targa. Una cifra di targhetta è un massimo e non un assorbimento tipico: il consumo misurato di un elettrodomestico è spesso ben sotto quel valore, e una potenza dichiarata a una tensione di alimentazione cambia quando la tensione cambia. La pagina dà l'energia al punto di consumo, quindi non dice nulla sul rendimento: quanta di quell'energia sia uscita come calore, luce o movimento è una domanda separata e un gruppo di pagine separato. L'energia non è prezzata, perché una tariffa non è un ingresso qui. Nulla qui converte l'energia in un aumento di temperatura, cosa che richiede una massa e un calore specifico.

Quanti joule ci sono in un chilowattora?

Esattamente 3.600.000, e per definizione e non per misura: un chilowattora è un watt mantenuto per un'ora, quindi sono 1 × 3600 secondi di joule, cioè 3,6 MJ. È per questo che la terza riga del pannello non è una ripetizione superflua della prima: i joule rispondono alla domanda da cui la pagina prende il nome, e i chilowattora mettono la stessa grandezza nell'unità che usano il contatore elettrico, la scheda tecnica di una batteria e la stima di autonomia di un'auto.

Perché la pagina ha bisogno di un tempo oltre che di una potenza?

Perché un watt è una velocità, e una velocità diventa una quantità solo dopo essere stata mantenuta per qualcosa. Non c'è modo di aggirarlo: 2000 W per un secondo sono 2000 J, per un'ora sono 7,2 MJ, e sono lo stesso apparecchio sulla stessa alimentazione con la stessa targhetta. Una potenza da sola non è una risposta piccola a questa domanda, non è una risposta affatto, ed è per questo che il campo della durata è obbligatorio e che la pagina rifiuta zero secondi invece di restituire uno zero piatto.

Che differenza c'è fra questa e la calcolatrice da joule a watt?

Sono la stessa relazione letta nei due versi opposti. Qui conosci la potenza e il tempo e vuoi l'energia, quindi la pagina moltiplica. Là conosci l'energia e il tempo e vuoi la potenza, quindi la pagina divide. I campi si sovrappongono perché le grandezze sono identiche, e le uscite non si sovrappongono affatto perché una pagina risponde in watt e l'altra in joule. Se sai quale delle tre ti manca, questo decide quale pagina ti serve.

Un watt è davvero un joule al secondo?

Sì, ed è una definizione e non una regola empirica, ed è per questo che la moltiplicazione su questa pagina non ha bisogno di alcun fattore di conversione. È anche la ragione per cui le righe dei kilojoule e dei chilowattora sono semplici divisioni per 1000 e per 3.600.000: ognuno di quei fattori è una definizione. L'unica cosa che la definizione non fa è dirti per quanto tempo: un joule al secondo descrive un trasferimento in corso, e il totale trasferito è quella velocità moltiplicata per il periodo in cui è durata.

Mi dice quanto costa far funzionare l'apparecchio?

Non da sola. La pagina si ferma all'energia, che è la grandezza da cui si calcola una bolletta, e l'ingresso che manca è il prezzo per unità: una tariffa che varia da paese a paese, per fascia oraria e per contratto. L'uscita da portarsi dietro è la cifra in chilowattora: passandola alla calcolatrice del costo dell'energia insieme alla tua tariffa la si trasforma in denaro. Fare quella divisione qui significherebbe chiedere un prezzo su una pagina di fisica.

Perché le tre righe mostrano numeri di decimali così diversi?

Perché sono tre segmenti di un unico righello e ogni segmento ha una larghezza utile diversa. La riga dei joule porta tre decimali perché un milliwatt-secondo si legga come 0,001 J invece che come 0,00; la riga dei kilojoule ne porta sei perché un kilojoule è mille joule, quindi sei posti lì sono la stessa precisione di tre là; e la riga dei chilowattora passa alla notazione scientifica perché l'intervallo arriva da 2,778 × 10⁻¹⁰ a 24000 kWh, e i decimali fissi stampano zeri a un estremo o all'altro.

Devo inserire la potenza di targhetta o una misurata?

Indifferentemente, purché tu sappia quale delle due hai. Una potenza di targhetta è il massimo che l'apparecchio assorbe, quindi inserirla dà un limite superiore all'energia, che è la cifra giusta per dimensionare un cavo o una batteria. Una cifra misurata, presa da un misuratore da presa, è quella che ha effettivamente usato, e sarà più bassa per tutto ciò che funziona a cicli, spesso molto più bassa. L'aritmetica è identica in entrambi i casi, e la differenza fra le due risposte è un'informazione e non un errore.

• Joule — the definition of the joule as one watt-second, and why a watt is a rate of energy transfer rather than an amount of it — Wikipedia
• Kilowatt-hour — the definition of the unit as 3.6 million joules, and why it is the unit electricity is metered and billed in — Wikipedia
• NIST Special Publication 811, Guide for the Use of the International System of Units (SI), section 4.1 — the SI treatment of quantity calculus, and the watt as a special name for the joule per second — National Institute of Standards and Technology