سؤال
آهنگ مصرف انرژی چیست و کجا استفاده می‌شود؟
جواب
بدن برای هر فعالیتی، مقداری انرژی مصرف می‌کند اما این انرژی به مدت یا سرعت انجام آن فعالیت هم بستگی دارد.
آهنگ مصرف انرژی، مقدار انرژی مصرف شده در یک زمان معین (مثلا یک دقیقه) است.
از آهنگ مصرف انرژی برای بیان شدت انرژی مصرف شده در هر فعالیت استفاده می‌شود.
اگر جسم را تا یک ارتفاع مشخص بالا ببریم، سرعت بلند کردن آن مقدار کار انجام‌شده را تغییر نمی‌دهد؛ فقط با بلند کردن سریع‌تر، همان انرژی را در زمان کوتاه‌تری مصرف می‌کنیم. یعنی آهنگ مصرف انرژی بیشتری داشته‌ایم.
یک قدم فراتر از پاسخ کوتاه سؤال
فرض کنید شما یک وزنه‌ی یک نیوتنی را یک متر از زمین بلند کرده‌اید. شما برای انجام این کار، یک نیوتن انرژی مصرف نموده‌اید؛ اما اگر فقط مقدار انرژی مصرف شده‌ی خود را بیان کنید (یک ژول)، مشخص نمی‌شود که شما با چه سرعتی این کار را انجام داده‌اید. آیا شما این وزنه را در مدت یک ثانیه بالا برده‌اید یا یک دقیقه؟ یا شاید هم یک ساعت طول کشیده است تا شما یک ژول کار انجام دهید؟ برای این که مشخص کنید که سرعت انجام این کار چقدر بوده است، باید زمان انجام کار را هم به نحوی مشخص کنید. به این منظور از کمیتی به نام آهنگ مصرف انرژی یا توان استفاده می‌شود.
توان (P)، یعنی مقدار کار انجام شده (W) (یا انرژی مصرف شده) در واحد زمان (t) (یک ثانیه). در مثال بالا اگر شما وزنه را در یک ثانیه بالا برده باشید، توان شما یک ژول در ثانیه بوده است. اما اگر همین کار را در مدت زمان دو ثانیه انجام داده باشید، توان شما نصف حالت قبلی یعنی یک دوم ژول در ثانیه بوده است. پس برای بدست آوردن توان (یا آهنگ مصرف انرژی) باید کار (یا انرژی) را بر مدت زمان انجام آن کار تقسیم کرد:
P = W / t
توان = کار تقسیم بر زمان
یا به شکلی دیگر:
آهنگ مصرف انرژی = انرژی تقسیم بر زمان
از روی رابطه‌ی توان می‌توان یکای توان را هم بدست آورد. بنابراین، یکای توان برابر یکای کار (یعنی ژول) تقسیم بر یکای زمان (یعنی ثانیه) است. پس توان بر حسب ژول بر ثانیه بیان می‌شود. به احترام «جیمز وات» دانشمند و مخترع اسکاتلندی که برای نخستین بار مفهوم توان را معرفی کرد، به جای «ژول بر ثانیه»، از کلمه‌ی «وات» برای بیان واحد اندازه‌گیری توان استفاده می‌شود. همچنین، علامت اختصاری وات، حرف انگلیسی W است. پس:
1 W = 1 J/s
سؤالی درباره این مطلب دارید؟
پرسش‌های کاربران