Omregning fra 2 Elektronvolt til Watttimer

Information om Elektronvolt (eV)

Elektronvolten er en energienhed, der svarer til det arbejde, der udføres på en enkelt elektron, når den passerer en potentialforskel på én volt. Symbolet er eV. Siden SI-omdefineringen i 2019 har den en nøjagtig værdi, 1,602176634 gange ti opløftet til minus nitten joule, fordi elementarladningen nu er en defineret konstant.

Den findes, fordi joulen er håbløst stor for atomernes verden. En enkelt synlig foton bærer mellem cirka 1,6 og 3,3 elektronvolt, og at udtrykke det i joule kræver nitten indledende nuller. At regne i elektronvolt lader en fysiker angive energien i en kemisk binding, en atomar overgang eller et subatomart sammenstød som et tal mellem et og nogle få, hvilket er, hvad en enhed skal gøre.

Skalaen ordner hele fagområder. Kemien bor ved nogle få elektronvolt, energien i bindinger og i de synlige og ultraviolette fotoner, der bryder dem. Røntgenstråling optager kiloelektronvolt. Kernefysikken arbejder i megaelektronvolt, bindingsenergiernes og det radioaktive henfalds skala. Partikelfysikken bruger gigaelektronvolt, hvor protonens hvilemasse er 0,938, og teraelektronvolt ved den store hadronkollider, hvis protoner hver bærer 6,8.

Masse angives i samme enhed gennem masse-energi-relationen. En partikels hvilemasse gives i elektronvolt divideret med lysets hastighed i anden, og fysikere udelader rutinemæssigt nævneren og siger ganske enkelt, at elektronen er 511 kiloelektronvolt. Higgsbosonen er 125 gigaelektronvolt efter samme konvention.

Halvlederteknikken afhænger af den. Det båndgab, der afgør, hvordan et materiale opfører sig elektrisk og optisk, er en energi i elektronvolt: omkring 1,1 for silicium, 3,4 for galliumnitrid, og dette ene tal afgør, om en komponent bliver en solcelle, en transistor eller en blå lysdiode.

Astronomien arver konventionen for højenergetiske fotoner, så gammateleskoper melder deres iagttagelser i gigaelektronvolt og teraelektronvolt i stedet for i bølgelængder.

Partikelacceleratorer bærer navn efter de energier, de når, hvilket er grunden til, at deres navne følger præfikserne. Cockcroft og Waltons maskine, der først spaltede en atomkerne i 1932, arbejdede ved nogle hundrede kiloelektronvolt; Bevatronen i halvtredserne nåede milliarder og fandt antiprotonen; og den store hadronkollider fører protoner til 6,8 teraelektronvolt hver. Den kosmiske stråling sætter alt dette i perspektiv ved at ankomme med energier op til 10 opløftet til tyve elektronvolt, titals millioner gange mere end nogen maskine kan frembringe, om end kun en håndfuld sådanne partikler rammer Jorden på et århundrede pr. kvadratkilometer.

Én elektronvolt svarer til cirka 1,602 gange ti opløftet til minus nitten joule eller omtrent 3,83 gange ti opløftet til minus tyve kalorier.

Information om Watttime (Wh)

Watt-timen er en energienhed, der svarer til den energi, én watts effekt leverer på én time, eller nøjagtigt 3600 joule. Symbolet er Wh. Den er kilowatt-timens småmønt og bruges overalt, hvor energimængderne er for beskedne til at angives i tusinder.

Batterier er dens vigtigste område. Kapaciteten i en bærbar computer, en telefon, et elværktøj eller en bærbar højttaler angives i watt-timer, og det er det tal, der betyder noget, når apparater sammenlignes, fordi det forener de to tal, der plejer at stå trykt på en celle. Et batteri mærket 3000 milliampere-timer ved 3,7 volt lagrer omkring 11 watt-timer, og ampere-time-tallet alene betyder intet uden spændingen.

Luftfartens regler har gjort enheden uventet almindeligt kendt. Litiumbatterier over 100 watt-timer må ikke medbringes i kabinebagage uden flyselskabets godkendelse, og over 160 watt-timer er de helt forbudt på passagerfly. Derfor bærer bærbare computeres og kameraers batterier tallet trykt på sig, og derfor konstrueres powerbanks, så de lander lige under grænsen.

Også energiproduktion i lille målestok bruger den. Et solpanel på en havelampe, en sensor, der høster energi fra omgivelserne, eller en cykeldynamo giver watt-timer pr. døgn i stedet for kilowatt-timer, og lavenergielektronik beregnet til at køre i årevis på ét enkelt batteri budgetteres i milliwatt-timer.

Enheden deler den kritik, der rettes mod kilowatt-timen: den forener en kohærent SI-enhed for effekt med en tidsenhed uden for SI. Strengt efter SI lyder det korrekte udtryk 3600 joule eller 3,6 kilojoule, og videnskabelig skrivning bruger joule. Alle andre steder vinder den praktiske forbindelse til apparatets mærkeeffekt.

Energilagringsanlæg, fra et hjemmebatteri til et netanlæg, vokser opad gennem kilowatt-timer og megawatt-timer fra samme udgangspunkt, så hele familien deler én og samme aritmetik.

En almindelig forveksling er værd at rede ud her. Battericeller mærkes oftest i amperetimer eller milliamperetimer, som måler ladning og ikke energi, og to celler med samme amperetimetal lagrer ganske forskellige mængder, hvis deres spændinger afviger. Amperetimer gange mærkespændingen giver watt-timer: en telefoncelle på 3000 milliamperetimer ved 3,85 volt rummer omkring 11,6 watt-timer. Derfor er sammenligninger af kapacitet mellem apparater kun meningsfulde i watt-timer, derfor sætter flyselskaber deres grænser i watt-timer, og derfor kan et reservebatteri, der markedsføres i milliamperetimer, give mindre end sit tal, når dets egne omdannelsestab regnes med.

Én watt-time svarer til 3600 joule, 0,001 kilowatt-timer eller cirka 0,86 kilokalorier.