| Microjoule (µJ) | Calorie (cal) |
|---|---|
| 1 Microjoule | 0.000000239005736138 cal |
| 2 Microjoule | 0.000000478011472275 cal |
| 3 Microjoule | 0.000000717017208413 cal |
| 4 Microjoule | 0.000000956022944551 cal |
| 5 Microjoule | 0.00000119502868069 cal |
| 10 Microjoule | 0.00000239005736138 cal |
| 20 Microjoule | 0.00000478011472275 cal |
| 25 Microjoule | 0.00000597514340344 cal |
| 50 Microjoule | 0.0000119502868069 cal |
| 100 Microjoule | 0.0000239005736138 cal |
| Riferimento | Microjoule (µJ) | Calorie (cal) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 4.184 × 109 µJ | 1000 cal |
| An AA alkaline battery | 1 × 1010 µJ | 2390.06 cal |
| Daily adult food intake | 8.368 × 1012 µJ | 2000000 cal |
| One unit on an electricity bill | 3.6 × 1012 µJ | 860421 cal |
| A lightning strike | 1 × 1015 µJ | 239005736 cal |
Il microjoule è un’unità di energia pari a un milionesimo di joule, cioè 0,000001 joule. Il suo simbolo è µJ. È la scala dei piccoli esseri viventi, degli impulsi laser brevi e dell’elettricità che un sensore spende nel risvegliarsi, ed è la più piccola unità di energia che descriva ancora fatti che una persona può notare senza strumenti.
Qui vivono gli insetti. Una pulce di mezzo milligrammo che salta venti centimetri spende circa un microjoule, e una zanzara in volo orizzontale ne porta poco meno di un quarto. Sollevare un grammo di un decimo di millimetro costa altrettanto. Sono queste quantità a rendere intuitiva l’unità: non invisibili in linea di principio, soltanto troppo piccole per contare, a meno che qualcosa non le ripeta milioni di volte al secondo.
La sicurezza contro l’accensione si scrive in questo intervallo, e i numeri decidono come un apparecchio possa essere costruito. L’energia minima che accende una miscela di idrogeno e aria si aggira sui 17 microjoule; per la maggior parte dei vapori di idrocarburi sono qualche centinaio. Gli apparecchi a sicurezza intrinseca per raffinerie, silos e miniere si certificano dimostrando che nessun guasto può liberare più di quanto la miscela richieda, ed è per questo che i circuiti destinati alle zone pericolose si verificano in microjoule e non in volt.
Gli strumenti a luce impulsata si specificano in microjoule quasi senza eccezione. Un lidar per veicoli spara impulsi di pochi microjoule molte migliaia di volte al secondo, i sistemi di marcatura laser ne usano decine o centinaia, e gli amplificatori a femtosecondi destinati alla microlavorazione occupano la parte alta dell’intervallo. L’energia per impulso stabilisce che cosa il fascio possa tagliare, riprendere o illuminare senza pericolo, e la sola potenza media non risponde a quella domanda.
L’elettronica a basso consumo fa i suoi conti negli stessi termini. Un’etichetta passiva di identificazione a radiofrequenza raccoglie pochi microjoule dal campo del lettore e deve concludere in quelli tutto il proprio scambio. Un annuncio radio a corto raggio costa decine di microjoule, il movimento di un orologio al quarzo circa uno al secondo, e un sensore di temperatura che si sveglia, misura e torna a dormire può spenderne meno di dieci. L’autonomia di questi apparecchi è aritmetica svolta in microjoule.
Sopra subentra il millijoule e gli effetti diventano meccanici: una scintilla che si sente, uno scatto che si ode, un piccolo oggetto che cade. Sotto subentra il nanojoule e gli effetti diventano ottici ed elettronici. Il microjoule occupa la banda stretta di mezzo, ed è per questo che tante discipline che per il resto non condividono nulla convergono sullo stesso prefisso.
Un microjoule equivale a 0,000001 joule, a circa 6,24 × 10¹² elettronvolt o a circa 2,78 × 10⁻¹⁰ wattora.
La caloria è un’unità di energia pari a 4,184 joule. Il suo simbolo è cal. Fu inizialmente definita come il calore necessario ad alzare di un grado Celsius la temperatura di un grammo d’acqua, e non è un’unità SI, benché sopravviva quasi ovunque si parli di alimenti e di calore.
La definizione originaria era scomoda perché la risposta dipende dalla temperatura di partenza. L’acqua richiede un poco più di calore per passare da 14,5 a 15,5 gradi che da 19,5 a 20,5, sicché esistettero più calorie in concorrenza: la caloria a quindici gradi, la caloria media e la caloria delle tavole internazionali del vapore, fra le altre. La caloria termochimica oggi usata è definita semplicemente come esattamente 4,184 joule, recidendo del tutto il legame con l’acqua e ponendo fine all’ambiguità.
La confusione maggiore riguarda la scala. La caloria stampata sulle confezioni alimentari negli Stati Uniti non è affatto questa unità ma la chilocaloria, mille volte più grande, talvolta distinta da una C maiuscola. Un biscotto dichiarato da sessanta calorie ne contiene in realtà sessantamila dell’unità qui descritta. La consuetudine è radicata e difficilmente cambierà, sicché le cifre nutrizionali e quelle fisiche vanno lette in registri diversi.
La chimica conservò la caloria a lungo dopo che la fisica era andata oltre. Le entalpie di reazione, le energie di legame e i calori di formazione furono tabulati in chilocalorie per mole per gran parte del Novecento, e la letteratura più antica e alcuni manuali americani attuali lo fanno ancora. Il valore SI equivalente in chilojoule per mole è maggiore di un fattore 4,184, e sbagliare su quale si intenda produce errori dall’aria plausibile.
La scienza della nutrizione la usa perché il bilancio energetico umano si trova per caso su una scala comoda in chilocalorie, con un fabbisogno giornaliero attorno a duemila. In joule la stessa cifra sfiora gli otto milioni e mezzo, il che è esatto ma più difficile da maneggiare a mente.
In alcuni paesi la climatizzazione e la refrigerazione classificano ancora la resa in chilocalorie all’ora, e i poteri calorifici dei combustibili compaiono in calorie per grammo nelle vecchie tavole tecniche.
Una caloria equivale esattamente a 4,184 joule, a 0,001 chilocalorie o a circa 0,00116 wattora.