Conversión de Gigajulios a Electronvoltios

Información sobre el Gigajulio (GJ)

El gigajulio es una unidad de energía igual a mil millones de julios, o 1000 megajulios. Su símbolo es GJ. A diferencia de los julios con prefijos menores, es una unidad comercial en activo: el gas y el calor se compran y se venden en gigajulios, y el consumo anual de un hogar es un número de gigajulios que cabe cómodamente en una línea de la factura.

La calefacción es donde la mayoría lo encuentra. La calefacción urbana en Dinamarca y los Países Bajos se mide y se factura en gigajulios, y las facturas canadienses de gas natural se expresan en ellos. Un gigajulio equivale aproximadamente al calor de 26 metros cúbicos de gas natural o de 29 litros de gasolina, y una casa bien aislada en clima frío consume entre 40 y 100 gigajulios al año en calefacción y agua caliente.

La unidad mide también lo que cuesta fabricar los materiales. Producir una tonelada de acero estructural exige unos 20 a 25 gigajulios de energía primaria, una tonelada de cemento cerca de 4, y una tonelada de aluminio primario casi 200. Esas cifras explican por qué se describe el aluminio como electricidad almacenada, y por qué las tablas de energía incorporada en la construcción se publican en gigajulios por tonelada y no en ninguna unidad menor.

Para la energía destructiva es la escala natural entre lo doméstico y lo catastrófico. Una tonelada de TNT libera 4,184 gigajulios por definición, y un rayo entrega del orden de uno a cinco, aunque casi todo eso se va en calentar y romper el aire y no en lo que golpea. Una tonelada de hulla guarda unos 29 gigajulios de energía química.

Los seres humanos aparecen en la misma tabla. Un adulto que ingiere unos diez megajulios diarios consume alrededor de 3,7 gigajulios de energía alimentaria al año, menos de lo que un coche pequeño quema en un mes. Poner las dos cifras una al lado de la otra en la misma unidad es una de las formas más claras de mostrar cuánto del consumo energético moderno ocurre fuera del cuerpo.

Por encima del gigajulio, las estadísticas nacionales pasan a terajulios y petajulios; por debajo, los electrodomésticos y los vehículos se describen en megajulios y kilovatios hora. El gigajulio queda en la juntura, y por eso convergen en él los reguladores de energía y las compañías: es bastante grande para un edificio y bastante pequeño para una factura.

Un gigajulio equivale a 1 000 000 000 julios, a unos 277,8 kilovatios hora o a unas 239 000 kilocalorías.

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.