وحدة

واط

وحدة القدرة في النظام الدولي للوحدات، وتساوي جولًا واحدًا في الثانية.
6 مقالات ذات صلة

الوصف

الواط هو وحدة القدرة في النظام الدولي للوحدات، ويُعرَّف بأنه جول واحد من الطاقة المنقولة أو المحولة في الثانية. وهو يحدد المعدل الذي يُنجز به الشغل أو تُستخدم به الطاقة، مما يجعله مقياسًا أساسيًا في الفيزياء والهندسة. سُمي هذا الوحدة تكريمًا لجيمس واط، المهندس الاسكتلندي الذي طور المحرك البخاري، وقد حل الواط محل القدرة الحصانية كقياس موحد للناتج الميكانيكي.

التاريخ

اعتُمد الواط كوحدة في النظام الدولي للوحدات عام 1960، تكريمًا لجيمس واط (1736–1819)، الذي جعلته تحسيناته في المحرك البخاري رائدًا في الثورة الصناعية. وقد عُرِّفت الوحدة رسميًا في المؤتمر العام الحادي عشر للأوزان والمقاييس.

كيف يعمل

تُحسب القدرة بالواط بقسمة الطاقة (بالجول) على الزمن (بالثواني). وفي الأنظمة الكهربائية، تساوي القدرة حاصل ضرب الجهد (بالفولت) في التيار (بالأمبير). وتتدرج الوحدة عبر مراتب مقدارية—من نانوات في الإلكترونيات الدقيقة إلى جيجاوات في محطات الطاقة—باستخدام البادئات المترية القياسية.

في التطبيق

تُستخدم الوحدات الواطية عالميًا لتقييم استهلاك الطاقة للأجهزة، وناتج المحركات والمولدات، وشدة الليزر والمعدات الصوتية.

حقيقة طريفة

يعمل الدماغ البشري النموذجي بقدرة تبلغ حوالي 20 واطًا، وهو ما يعادل تقريبًا مصباح LED خافت.

مقالات ذات صلة · 6

مقياس تداخل كمومي عند طول موجي سحري: حالتي السترونشيوم في السقوط الحر
حالتا ذرة السترونشيوم — الأساسية والمثارة — تتصرفان كتوأمين يركضان على نفس المضمار، لكن أحدهما أعلى قليلًا من الآخر. عادةً، الضوء المستخدم للتحكم في الذرات يدفع أحد "التوأمين" بقوة أكبر والآخر بقوة أقل. هنا تم اختيار طول موجي قدره 813 نانومتر — وهو "سحري" — حيث تتلقى الحالتان دفعة متساوية.
أين يسكن الشحنة: اللاخطية والبحث عن وصف موضعي
الشحنة الكهربائية كمية مراوغة. يمكننا قياس الشحنة الكلية للكون أو شحنة جسيم منفرد، لكن محاولة الإشارة بإصبعنا: "هنا، في هذا السنتيمتر المكعب، توجد الآن كذا من الشحنة" — تصطدم بعائق أساسي. السبب هو أن الشحنة الكلية، التي يُرمز لها في الفيزياء بالحرف Q، كمية غير موضعية. هذا يشبه محاولة تحديد أين بالضبط تولد الأوركسترا اللحن: فهو موزع على كامل المجموعة وغير مرتبط بنقطة محددة.
جميع الذرات تسقط بنفس الطريقة: الحكم الكوني
غاليليو، حسب الأسطورة، ألقى كرات من برج بيزا ليثبت أن الأجسام الثقيلة والخفيفة تسقط بالتساوي. أصبح هذا القانون أساس نظرية الجاذبية لـأينشتاين. اليوم، حوّل العلماء محطة فضائية كاملة إلى برج مماثل. لكن بدلاً من الكرات الحجرية — سحابتان من ذرات الروبيديوم: نوع من الذرات أخف قليلاً، والآخر أثقل قليلاً.
السلك يسخن من المعرفة
إذا مررنا تيارًا كهربائيًا في سلك، فإن السلك يسخن. هذا يعرفه كل من لمس شاحن الهاتف مرة واحدة على الأقل. يسمي الفيزيائيون هذا التسخين بتسخين جول (Joule heating) — نسبة إلى جيمس جول، الذي قاس في منتصف القرن التاسع عشر كمية الحرارة التي ينتجها التيار الكهربائي. ومنذ ذلك الحين، أصبحت المعادلة بسيطة: كلما زادت المقاومة وشدة التيار، زادت حرارة السلك.
محرك كمي صغير في الألماس
المحرك العادي يحرق الوقود ويفقد قدرًا كبيرًا من الطاقة على شكل حرارة — وهذا ما تفرضه قوانين الديناميكا الحرارية. أما المحرك الكمي فيتصرف بشكل مختلف: وقوده ليس الحرارة، بل إيقاع مثالي. يسمي الفيزيائيون هذا الانتظام الإيقاعي بالترابط الكمي. يمكن تشبيهه بأوركسترا، حيث يحافظ كل عازف على الإيقاع بلا أي خطأ — ولكن هنا يؤدي الإلكترون الواحد دور الأوركسترا بأكملها.
نواة التنتالوم تكشف عن عدم تناظر كهربائي
عزم ثنائي القطب المقاس للتنتالوم-181: 3.39 × 10⁻³² e·سم - مثل ملاحظة إزاحة بمقدار ذرة واحدة على مقياس النظام الشمسي. عادةً ما تكون النواة الذرية متوازنة تماماً كالقمة الدوارة. أما في التنتالوم، فإن التوازن مختل: الشحنات الموجبة والسالبة منزاحة قليلاً بالنسبة لبعضها البعض.