L'expression du joule en unités de base du Système international est donc le kilogrammemètre carré par seconde au carré[1]. Il est facile de retrouver ce résultat à partir de la formule de l'énergie cinétiqueE = ½ m v2, E étant exprimé en joules (J), m en kilogrammes (kg) et v en mètres par seconde (m⋅s−1).
Bien que le joule soit homogène au newton mètre, cette dernière appellation est réservée au moment d'une force afin que l'unité rende compte de la façon dont cette grandeur est définie[2].
Équivalences
Un kilojoule vaut 238,85 calories, et une calorie dite « IT » vaut 180⁄43 joule soit 4,186 8 joules[3],[4].
Un watt-heure vaut 3 600 joules et un kilowatt-heure vaut 3 600 kilojoules.
Autres définitions usuelles
Le concept d'énergie étant utilisé dans de nombreux domaines scientifiques, un certain nombre de définitions pratiques du joule sont possibles. Par exemple, un joule est le travail fourni par un circuit électrique pour faire circuler un courant électrique d'un ampère à travers une résistance d'un ohm pendant une seconde :
1 J = 1 Ω A2 s = 1 W s = 1 kg m2 s−2
Un joule est aussi l'énergie fournie par une puissance de 1 watt pendant une seconde.
On n'utilise en pratique que les multiples et sous-multiples de mille en mille (préfixes milli, micro, nano, etc. pour les sous-multiples, kilo, méga, giga, etc. pour les multiples).
Sous-multiples
millijoule : 1 mJ = 10−3 J
microjoule : 1 µJ = 10−6 J
nanojoule : 1 nJ = 10−9 J
Multiples
kilojoule : 1 kJ = 103 J
mégajoule : 1 MJ = 106 J
gigajoule : 1 GJ = 109 J
térajoule : 1 TJ = 1012 J
pétajoule : 1 PJ = 1015 J
exajoule : 1 EJ = 1018 J
Le térajoule, le pétajoule et l'exajoule sont souvent utilisés dans les brochures relatives aux consommations énergétiques nationales ou mondiales[5] :