Conversión de Electronvoltios a Kilovatios-hora

Información sobre el Electronvoltio (eV)

El electronvoltio es una unidad de energía igual al trabajo realizado sobre un solo electrón que atraviesa una diferencia de potencial de un voltio. Su símbolo es eV. Desde la redefinición del SI de 2019 tiene un valor exacto, 1,602176634 por diez elevado a menos diecinueve julios, porque la carga elemental es ahora una constante definida.

Existe porque el julio resulta desesperadamente grande para el mundo atómico. Un solo fotón visible transporta entre 1,6 y 3,3 electronvoltios, y expresarlo en julios exige diecinueve ceros iniciales. Trabajar en electronvoltios permite a un físico enunciar la energía de un enlace químico, de una transición atómica o de una colisión subatómica como un número entre uno y unos pocos, que es lo que se supone que hace una unidad.

La escala organiza disciplinas enteras. La química vive en unos pocos electronvoltios, la energía de los enlaces y de los fotones visibles y ultravioleta que los rompen. Los rayos X ocupan los kiloelectronvoltios. La física nuclear trabaja en megaelectronvoltios, la escala de las energías de enlace y de la desintegración radiactiva. La física de partículas usa gigaelectronvoltios, donde la masa en reposo del protón es 0,938, y teraelectronvoltios en el Gran Colisionador de Hadrones, cuyos protones llevan 6,8 cada uno.

La masa se expresa en la misma unidad mediante la relación masa energía. La masa en reposo de una partícula se da en electronvoltios divididos por la velocidad de la luz al cuadrado, y los físicos suprimen habitualmente el divisor y dicen sin más que el electrón son 511 kiloelectronvoltios. El bosón de Higgs son 125 gigaelectronvoltios con el mismo convenio.

La ingeniería de semiconductores depende de ella. La banda prohibida que determina el comportamiento eléctrico y óptico de un material es una energía en electronvoltios: unos 1,1 para el silicio, 3,4 para el nitruro de galio, y ese único número decide si un dispositivo es una célula solar, un transistor o un diodo emisor de luz azul.

La astronomía hereda el convenio para los fotones de alta energía, de modo que los telescopios de rayos gamma informan de sus observaciones en gigaelectronvoltios y teraelectronvoltios en lugar de en longitudes de onda.

Los aceleradores de partículas se nombran por las energías que alcanzan, y por eso sus nombres siguen a los prefijos. La máquina de Cockcroft y Walton que rompió por primera vez un núcleo en 1932 trabajaba a unos pocos centenares de kiloelectronvoltios; el Bevatrón de los años cincuenta llegó a miles de millones y halló el antiprotón; y el Gran Colisionador de Hadrones lleva a los protones a 6,8 teraelectronvoltios cada uno. Los rayos cósmicos ponen todo esto en perspectiva al llegar con energías de hasta 10 elevado a veinte electronvoltios, decenas de millones de veces más de lo que puede producir cualquier máquina, aunque solo un puñado de tales partículas alcanza la Tierra en un siglo sobre un kilómetro cuadrado.

Un electronvoltio equivale a unos 1,602 por diez elevado a menos diecinueve julios, o aproximadamente 3,83 por diez elevado a menos veinte calorías.

Información sobre el Kilovatio-hora (kWh)

El kilovatio hora es una unidad de energía igual a la que aporta un kilovatio de potencia fluyendo durante una hora, o exactamente 3,6 millones de julios. Su símbolo es kWh. Es la unidad en la que se compra y se vende prácticamente toda la electricidad del mundo.

Su forma explica su utilidad. La potencia multiplicada por el tiempo da energía, así que un aparato con una potencia en vatios y una duración en horas producen una cifra que se lee directamente en la factura. Un calefactor de dos kilovatios funcionando tres horas consume seis kilovatios hora, y no hace falta conversión alguna entre la etiqueta del aparato y el número del contador.

El consumo doméstico queda en una escala comprensible. Un hogar europeo típico usa entre 2000 y 5000 kilovatios hora al año, uno estadounidense se acerca a los 10 000. Hervir una tetera una vez cuesta unos 0,1, una lavadora unos 0,7, y un frigorífico moderno unos 200 al año. Esas cifras convierten la unidad en una herramienta eficaz para razonar sobre adónde va realmente la energía en una casa.

Los vehículos eléctricos la llevaron a un público nuevo. La capacidad de la batería se indica en kilovatios hora, normalmente entre 40 y 100 en un turismo, y la eficiencia se expresa en kilovatios hora por cien kilómetros, el equivalente eléctrico de los litros por cien kilómetros. La potencia de carga en kilovatios determina después cuánto tarda en entregarse una cantidad dada de energía.

La unidad no pertenece al SI y a veces se critica por combinar una unidad con prefijo con una unidad de tiempo ajena al SI. El megajulio es la alternativa formalmente correcta, y algunos países sí facturan el gas en megajulios o gigajulios, pero el vínculo directo del kilovatio hora con las potencias de los aparatos lo ha mantenido dominante para la electricidad en todas partes.

Los múltiplos mayores mueven la industria eléctrica. El megavatio hora es la unidad del comercio mayorista, el gigavatio hora describe la producción de una central a lo largo de un día, y el teravatio hora se usa para el consumo anual de un país.

Las tarifas han convertido la unidad en una señal tanto como en una medida. La tarificación por horas cobra importes distintos por kilovatio-hora según el momento del día, los mercados mayoristas se liquidan en bloques de media hora, y en periodos de mucho viento y poca demanda el precio ha llegado a ser negativo, de modo que los generadores pagan por seguir suministrando. Los hogares con batería o coche eléctrico responden desplazando el consumo a las horas baratas, lo que aplana la carga de la red. El kilovatio-hora es además la unidad en que se comunica la intensidad de carbono de la electricidad, en gramos de dióxido de carbono por kilovatio-hora, lo que permite juzgar con una sola cifra la mezcla de generación de un país.

Un kilovatio hora equivale a 3,6 millones de julios, a 3600 kilojulios o a unas 860 kilocalorías.