Omregning fra Elektronvolt til Kilokalorier

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 Kilokalorie (kcal)

Kilokalorien er en energienhed, der svarer til 1000 kalorier eller nøjagtigt 4184 joule. Symbolet er kcal. Det er den enhed, fødevarers energi tælles i næsten overalt i verden, uanset om mærkningen siger det eller ej.

Navngivningen er et rod, ingen har villet rette op på. I USA og i store dele af den engelsktalende verden trykker fødevaremærkning ordet kalorie, når der menes kilokalorie, undertiden med stort begyndelsesbogstav for at markere forskellen, en skelnen, der ikke overlever nogen talt samtale og få skrevne. Størstedelen af Europa undgår fælden ved udtrykkeligt at trykke kcal, som regel ved siden af kilojoule.

Tallene på en emballage fås ikke ved at brænde maden. De kommer fra Atwater-systemet fra slutningen af det nittende århundrede, som tildeler makronæringsstofferne faste energiværdier: fire kilokalorier pr. gram protein og kulhydrat, ni pr. gram fedt og syv pr. gram alkohol. Værdierne er gennemsnit, der ser bort fra, hvor meget energi kroppen faktisk optager, hvilket varierer med tilberedning, forarbejdning og person.

Menneskets behov ligger på en bekvem skala. En voksen har brug for cirka 2000 til 2500 kilokalorier om dagen alt efter størrelse og aktivitet, en times gåtur koster omkring 250, og et kilogram kropsfedt lagrer omkring 7700. Fra det sidste tal stammer det almindelige råd om at holde et underskud på 500 kilokalorier om dagen for at tabe et halvt kilo om ugen, selv om kroppen tilpasser sit forbrug, og det virkelige vægttab er langsommere, end regnestykket antyder.

Idrætsvidenskab og klinisk ernæring bruger enheden præcist, i indirekte kalorimetri og ved beregning af hvilestofskiftet. Foder, hospitalskost og fødevarefremstilling angiver energitæthed i kilokalorier pr. hundrede gram.

Ældre kemisk og teknisk litteratur bruger kilokalorien til reaktionsentalpier og brændværdier, hvor den konkurrerer med kilojoulen og kræver omhyggelig læsning.

Træningstal i denne enhed overdrives rutinemæssigt, og grunden er regning snarere end uærlighed. En maskine, der melder 300 kilokalorier for en halv time, tæller som regel bruttoforbruget med, altså også det kroppen ville have brændt siddende, så det ekstra, der kan tilskrives bevægelsen, er mindre. De tre hovednæringsstoffer adskiller sig desuden skarpt: fedt giver omkring 9 kilokalorier pr. gram mod 4 for protein og kulhydrat, og alkohol ligger imellem ved 7, hvilket er grunden til, at en lille ændring af en fødevares fedtindhold rykker dens tal så meget. At forstå disse to punkter opløser det meste af den forvirring, enheden volder i hverdagen.

Én kilokalorie svarer til 1000 kalorier, 4184 joule eller cirka 1,162 watttimer.