| Elektronvolt (eV) | Kalorier (cal) |
|---|---|
| 1 Elektronvolt | 3.82929405832 × 10-20 cal |
| 2 Elektronvolt | 7.65858811663 × 10-20 cal |
| 3 Elektronvolt | 1.1487882175 × 10-19 cal |
| 4 Elektronvolt | 1.53171762333 × 10-19 cal |
| 5 Elektronvolt | 1.91464702916 × 10-19 cal |
| 10 Elektronvolt | 3.82929405832 × 10-19 cal |
| 20 Elektronvolt | 7.65858811663 × 10-19 cal |
| 25 Elektronvolt | 9.57323514579 × 10-19 cal |
| 50 Elektronvolt | 1.91464702916 × 10-18 cal |
| 100 Elektronvolt | 3.82929405832 × 10-18 cal |
| Reference | Elektronvolt (eV) | Kalorier (cal) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 2.61145 × 1022 eV | 1000 cal |
| An AA alkaline battery | 6.24151 × 1022 eV | 2390.06 cal |
| Daily adult food intake | 5.22289 × 1025 eV | 2000000 cal |
| One unit on an electricity bill | 2.24694 × 1025 eV | 860421 cal |
| A lightning strike | 6.24151 × 1027 eV | 239005736 cal |
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.
Kalorien er en energienhed, der svarer til 4,184 joule. Symbolet er cal. Den blev oprindelig defineret som den varme, der skal til for at hæve temperaturen af ét gram vand med én grad celsius, og den er ikke en SI-enhed, selv om den lever videre næsten overalt, hvor mad og varme drøftes.
Den oprindelige definition var besværlig, fordi svaret afhænger af starttemperaturen. Vand kræver lidt mere varme for at gå fra 14,5 til 15,5 grader end fra 19,5 til 20,5, og derfor fandtes flere konkurrerende kalorier: femtengraderskalorien, middelkalorien og kalorien fra de internationale damptabeller, blandt andre. Den termokemiske kalorie, der nu bruges, defineres ganske enkelt som nøjagtigt 4,184 joule, hvilket helt kapper båndet til vand og gør ende på tvetydigheden.
Den større forvirring handler om størrelsesordenen. Den kalorie, der står trykt på fødevareemballage i USA, er slet ikke denne enhed, men kilokalorien, tusind gange større, undertiden skelnet ved et stort C. En kiks, der angives at indeholde tres kalorier, indeholder i virkeligheden tres tusind af den enhed, der beskrives her. Skikken sidder dybt og ændrer sig næppe, så ernæringstal og fysiske tal må læses i forskellige registre.
Kemien beholdt kalorien længe efter, at fysikken var gået videre. Reaktionsentalpier, bindingsenergier og dannelsesvarmer blev opstillet i kilokalorier pr. mol i størstedelen af det tyvende århundrede, og ældre litteratur samt visse nutidige amerikanske lærebøger gør det stadig. Det tilsvarende SI-tal i kilojoule pr. mol er større med faktoren 4,184, og at læse forkert på, hvilket der menes, giver fejl, der ser rimelige ud.
Ernæringslæren bruger den, fordi menneskets energibalance tilfældigvis ligger på en bekvem skala i kilokalorier, med et dagligt behov omkring to tusind. I joule bliver samme tal cirka otte og en halv million, hvilket er rigtigt, men sværere at håndtere i hovedet.
Luftkonditionering og køling angives i nogle lande stadig i kilokalorier pr. time, og brændslers brændværdier står i kalorier pr. gram i ældre tekniske tabeller.
Én kalorie svarer til nøjagtigt 4,184 joule, 0,001 kilokalorier eller cirka 0,00116 watttimer.