Julio o joule (unidad)

En este artículo se explica qué es un julio (o joule) en física. Encontrarás varios ejemplos para saber cuánto vale un julio, las equivalencias con otras unidades, los múltiplos y los submúltiplos del julio y, por último, el origen de esta unidad.

¿Qué es un julio (o joule) en física?

En física, el julio (o joule) es una unidad que sirve para expresar valores de energía, trabajo y calor. Además, el julio es la unidad de la energía, el trabajo y el calor en el Sistema Internacional de Unidades (SI).

Un julio es igual a un newton por un metro. Aunque los julios (o joules) también se pueden definir según las unidades fundamentales del Sistema Internacional, en tal caso un julio es equivalente a un kilogramo por un metro al cuadrado partido por un segundo al cuadrado.

El símbolo del julio (o joule) es la letra mayúscula J. Evidentemente, esta unidad recibe este nombre en honor a James Prescott Joule, un físico muy importante del siglo XIX. Más abajo, se explica más detalladamente el origen del joule como unidad de medida.

Al tratarse de la unidad del Sistema Internacional, el julio es una unidad muy utilizada, especialmente en energías y trabajos. Ya sea una energía (o trabajo) eléctrica, mecánica, hidráulica, cinétrica, potencial, etc.

Ejemplos de orden de magnitud del julio

Ahora que ya sabes la definición del julio o joule en física, a continuación se muestran varios ejemplos de medidas realizadas con esta unidad para que veas realmente cuánto es un julio.

• Un julio es la cantidad de energía necesaria para levantar un metro un objeto de 100 g en la Tierra.
• Un sprint de una persona requiere aproximadamente una energía cinética de 3000 J.
• En general, el consumo eléctrico mensual de una familia es de media aproximadamente 1 GJ, es decir, 1000000000 J.
• La cantidad de energía química que se necesita para consumir 150 litros de petróleo es alrededor de 6 GJ, esto es, 6000000000 J.
• La energía que necesita un mosquito para volar es de 10^-9 J, o equivalentemente, 0,000000009 J.

Por lo tanto, el julio es una unidad de medida pequeña en la vida cotidiana, por eso normalmente verás las energías expresadas con múltiplos del julio.

Tabla de equivalencias del julio

En la siguiente tabla puedes ver las equivalencias entre el julio y otras unidades que se utilizan para expresar las mismas magnitudes:

Unidad	Abreviatura	Equivalencia en julios (o joules)
Vatio-hora	Wh	3600 J
Caloría	cal	4,1868 J
Frigoría	fg	4186,8 J
Termia	th	4186800 J
Caloría grande	Cal	4186,8 J
Electronvoltio	eV	1,602176634 · 10-19 J
British Thermal Unit	BTU	1055,05585 J
Ergio	erg	1 · 10-7 J
Tonelada equivalente de petróleo	Tep	41868000000 J
Tonelada equivalente de carbón	Tec	29300000000 J
Pie por libra	ft·lb	1,35581795 J

Con estos valores de las equivalencias entre las distintas unidades de energía, trabajo y calor, puedes hacer una conversión entre ellas.

Por ejemplo, si quieres convertir 70 vatios-hora a joules simplemente debes multiplicar el valor de la energía por el factor de conversión:

Múltiplos y submúltiplos del julio

El julio es una unidad muy utilizada en física e ingeniería, así que también es habitual ver valores energéticos, de trabajo o caloríficos expresados utilizando múltiplos y submúltiplos. A continuación tienes una tabla con el significado matemático de todos los prefijos que encontrarás con el julio.

Los múltiplos del julio son los siguientes:

Nombre	Símbolo	Múltiplo
decajulio	daJ	101 J
hectojulio	hJ	102 J
kilojulio	kJ	103 J
megajulio	MJ	106 J
gigajulio	GJ	109 J
terajulio	TJ	1012 J
petajulio	PJ	1015 J
exajulio	EJ	1018 J
zettajulio	ZJ	1021 J
yottajulio	YJ	1024 J

Y los submúltiplos del julio son los siguientes:

Nombre	Símbolo	Submúltiplo
decijulio	dJ	10-1 J
centijulio	cJ	10-2 J
milijulio	mJ	10-3 J
microjulio	μJ	10-6 J
nanojulio	nJ	10-9 J
picojulio	pJ	10-12 J
femtojulio	fJ	10-15 J
attojulio	aJ	10-18 J
zeptojulio	zJ	10-21 J
yoctojulio	yJ	10-24 J

Historia del julio

En esta última sección veremos cuál es el origen del julio (o joule) como unidad de medida de energía, trabajo y calor.

Antes de que se considerase ni siquiera el julio como unidad de medida, la primera unidad de energía fue el ergio (erg), que se adoptó el 1882.

Sin embargo, ese mismo año el ingeniero Wilhelm Siemens propuso el joule como unidad de calor en la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia. El joule equivaldría a 10⁷ erg.

Pero no fue hasta el 31 de agosto de 1889, en el segundo Congreso Eléctrico Internacional celebrado en París, cuando se adoptó el joule como unidad de calor en honor a todo el trabajo realizado por James Prescott Joule (1818-1889) en el desarrollo de la teoría sobre el calor. En ese momento el físico aún estaba vivo y tenía una edad de 63 años, pero murió unos meses más tarde (11 de octubre de 1889). En ese mismo congreso también se aceptó el vatio (o watt) como unidad oficial de potencia.

En 1946, en el Comité Internacional de Pesas y Medidas, se definió el julio como una unidad de trabajo. En concreto, el julio era igual al trabajo realizado por una fuerza de 1 N en una distancia de 1 m.

Más tarde, en la 9ª Conferencia General de Pesos y Medidas que tuvo lugar en 1948, se designó el joule también como unidad de energía y calor. Cabe destacar que hubo bastante polémica pues el julio se estableció como unidad recomendada para el calor por delante de la caloría, muy utilizada en esa época.

Finalmente, en la 11ª Conferencia General de Pesos y Medidas celebrada en 1960, se estableció el Sistema Internacional de Unidades y con ello se designó el joule (o julio) como unidad de trabajo, energía y calor de dicho sistema.