| Calorías (cal) | Microjulios (µJ) |
|---|---|
| 1 Caloría | 4184000 µJ |
| 2 Calorías | 8368000 µJ |
| 3 Calorías | 12552000 µJ |
| 4 Calorías | 16736000 µJ |
| 5 Calorías | 20920000 µJ |
| 10 Calorías | 41840000 µJ |
| 20 Calorías | 83680000 µJ |
| 25 Calorías | 104600000 µJ |
| 50 Calorías | 209200000 µJ |
| 100 Calorías | 418400000 µJ |
| Referencia | Calorías (cal) | Microjulios (µJ) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 1000 cal | 4.184 × 109 µJ |
| An AA alkaline battery | 2390.06 cal | 1 × 1010 µJ |
| Daily adult food intake | 2000000 cal | 8.368 × 1012 µJ |
| One unit on an electricity bill | 860421 cal | 3.6 × 1012 µJ |
| A lightning strike | 239005736 cal | 1 × 1015 µJ |
La caloría es una unidad de energía igual a 4,184 julios. Su símbolo es cal. Se definió originalmente como el calor necesario para elevar un grado Celsius la temperatura de un gramo de agua, y no es una unidad del SI, aunque sobrevive casi en todos los lugares donde se habla de alimentos y de calor.
La definición original resultaba incómoda porque la respuesta depende de la temperatura de partida. El agua necesita algo más de calor para pasar de 14,5 a 15,5 grados que de 19,5 a 20,5, de modo que existieron varias calorías rivales: la caloría de quince grados, la caloría media y la caloría de las tablas internacionales del vapor, entre otras. La caloría termoquímica que se usa ahora se define simplemente como 4,184 julios exactos, lo que corta por completo el vínculo con el agua y acaba con la ambigüedad.
La confusión mayor es de escala. La caloría impresa en los envases de alimentos de Estados Unidos no es esta unidad en absoluto, sino la kilocaloría, mil veces mayor, a veces distinguida con una C mayúscula. Una galleta descrita como de sesenta calorías contiene en realidad sesenta mil de la unidad aquí descrita. La convención está arraigada y es improbable que cambie, así que las cifras nutricionales y las físicas deben leerse en registros distintos.
La química conservó la caloría mucho después de que la física siguiera adelante. Las entalpías de reacción, las energías de enlace y los calores de formación se tabularon en kilocalorías por mol durante casi todo el siglo XX, y la literatura antigua y algunos manuales estadounidenses actuales lo siguen haciendo. La cifra equivalente del SI en kilojulios por mol es mayor por un factor de 4,184, y confundir cuál se emplea produce errores de apariencia verosímil.
La ciencia de la nutrición la usa porque el balance energético humano queda casualmente en una escala cómoda en kilocalorías, con una necesidad diaria de unas dos mil. En julios la misma cifra ronda los ocho millones y medio, lo cual es exacto pero más difícil de manejar mentalmente.
El aire acondicionado y la refrigeración de algunos países todavía califican la capacidad en kilocalorías por hora, y los poderes caloríficos de los combustibles aparecen en calorías por gramo en las tablas técnicas antiguas.
Una caloría equivale a 4,184 julios exactos, a 0,001 kilocalorías o a unos 0,00116 vatios hora.
El microjulio es una unidad de energía igual a una millonésima de julio, es decir, 0,000001 julios. Su símbolo es µJ. Es la escala de los seres vivos pequeños, de los pulsos láser breves y de la electricidad que un sensor gasta al despertarse, y es la unidad de energía más pequeña que todavía describe sucesos que una persona puede advertir sin ayuda.
Aquí viven los insectos. Una pulga de medio miligramo que salta veinte centímetros gasta cerca de un microjulio, y un mosquito en vuelo horizontal lleva alrededor de un cuarto. Levantar un gramo una décima de milímetro cuesta lo mismo. Son estas cantidades las que hacen intuitiva la unidad: no invisibles en principio, sino simplemente demasiado pequeñas para importar salvo que algo las repita millones de veces por segundo.
La seguridad frente a la ignición se escribe en este intervalo, y las cifras deciden cómo puede construirse un equipo. La energía mínima que inflama una mezcla de hidrógeno y aire ronda los 17 microjulios; para la mayoría de los vapores de hidrocarburos son unos pocos cientos. Los aparatos de seguridad intrínseca para refinerías, silos y minas se certifican demostrando que ningún fallo puede liberar más de lo que la mezcla exige, y por eso los circuitos destinados a zonas peligrosas se auditan en microjulios y no en voltios.
Los instrumentos de luz pulsada se especifican en microjulios casi sin excepción. Un lidar de vehículo dispara pulsos de unos pocos microjulios muchos miles de veces por segundo, los sistemas de marcado láser emplean decenas o centenas, y los amplificadores de femtosegundo destinados al micromecanizado ocupan la parte alta del intervalo. La energía por pulso fija lo que el haz puede cortar, obtener en imagen o iluminar sin riesgo, y la potencia media por sí sola no responde a esa pregunta.
La electrónica de bajo consumo hace sus cuentas en los mismos términos. Una etiqueta pasiva de identificación por radiofrecuencia recoge unos pocos microjulios del campo del lector y debe completar todo su intercambio dentro de eso. Un anuncio de radio de corto alcance cuesta decenas de microjulios, el movimiento de un reloj de cuarzo cerca de uno por segundo, y un sensor de temperatura que despierta, mide y vuelve a dormirse puede gastar menos de diez. La autonomía de tales aparatos es aritmética hecha en microjulios.
Por encima toma el relevo el milijulio y los efectos se vuelven mecánicos: una chispa que se siente, un chasquido que se oye, un objeto pequeño que cae. Por debajo toma el relevo el nanojulio y los efectos se vuelven ópticos y electrónicos. El microjulio ocupa la banda estrecha intermedia, y por eso tantas disciplinas que por lo demás nada comparten convergen en el mismo prefijo.
Un microjulio equivale a 0,000001 julios, a unos 6,24 × 10¹² electronvoltios o a unos 2,78 × 10⁻¹⁰ vatios hora.