Conversione da 4 Ettojoule a Elettronvolt

Informazioni sul Ettojoule (hJ)

L’ettojoule è un’unità di energia pari a cento joule. Il suo simbolo è hJ. Come il decajoule che lo precede, è un’unità metrica formata a regola d’arte che quasi nessuno scrive, perché un numero di tre cifre in joule è già abbastanza breve e perché il chilojoule attende una sola cifra decimale più in alto.

La quantità è del tutto a misura d’uomo. Sollevare una cassa da dieci chilogrammi di un metro costa circa 98 joule, cioè quasi esattamente un ettojoule. Salire un solo gradino costa a un adulto sui 120 joule, e una lampada da cento watt brucia un ettojoule al secondo. Un corpo adulto a riposo cede circa un ettojoule di calore al secondo per il solo fatto di restare vivo, il che fa dell’unità una misura onesta di un secondo di esistenza ordinaria.

Parecchie grandezze familiari cadono qui senza portarne il nome. Un flash da studio si valuta fra uno e dieci ettojoule, anche se il mestiere li chiama wattsecondi. Un defibrillatore consegna due ettojoule per scarica. L’acciaio da costruzione deve assorbire almeno 27 joule in una prova d’urto su provino intagliato, e le qualità tenaci ne assorbono ben più di un ettojoule, che è la differenza fra una lamiera che si piega e una che si spezza.

Il prefisso in sé è tutt’altro che morto, ma sopravvive attaccato ad altre unità. L’ettopascal è l’unità della pressione atmosferica in ogni bollettino meteorologico del pianeta, scelta proprio perché un ettopascal vale esattamente un millibar e i previsori poterono adottare il Sistema internazionale senza cambiare un solo numero sulle loro carte. L’ettaro misura la terra quasi ovunque, e l’ettolitro è l’unità di commercio del vino, della birra e del latte.

Con il joule nessuna di quelle condizioni si è realizzata. Non c’era un’unità ereditata a cui l’ettojoule corrispondesse, né un intervallo di valori che rendesse più ordinato, né un commercio che ne avesse bisogno. L’ingegneria aveva già fissato il chilo come primo gradino verso l’alto, sicché all’ettojoule è rimasto un intervallo che la comune notazione decimale gestisce benissimo da sola.

Leggerne uno richiede dunque una sola moltiplicazione. Cento ettojoule sono dieci chilojoule; quattro ettojoule sono 400 joule. La forma in joule è quella che useranno le specifiche moderne, i rapporti di laboratorio e le schede tecniche, sicché convertire a vista tiene la cifra coerente con tutto ciò che le sta stampato attorno.

Un ettojoule equivale a 100 joule, a circa 23,9 calorie o a circa 0,0278 wattora.

Informazioni sul Elettronvolt (eV)

L’elettronvolt è un’unità di energia pari al lavoro compiuto su un singolo elettrone che attraversa una differenza di potenziale di un volt. Il suo simbolo è eV. Dalla ridefinizione del SI del 2019 ha un valore esatto, 1,602176634 per dieci elevato a meno diciannove joule, perché la carica elementare è ora una costante definita.

Esiste perché il joule è disperatamente grande per il mondo atomico. Un singolo fotone visibile porta fra circa 1,6 e 3,3 elettronvolt, ed esprimerlo in joule richiede diciannove zeri iniziali. Lavorare in elettronvolt consente a un fisico di enunciare l’energia di un legame chimico, di una transizione atomica o di un urto subatomico come un numero fra uno e pochi, che è ciò che un’unità dovrebbe fare.

La scala organizza intere discipline. La chimica vive a pochi elettronvolt, l’energia dei legami e dei fotoni visibili e ultravioletti che li spezzano. I raggi X occupano i chiloelettronvolt. La fisica nucleare lavora in megaelettronvolt, la scala delle energie di legame e del decadimento radioattivo. La fisica delle particelle usa i gigaelettronvolt, dove la massa a riposo del protone è 0,938, e i teraelettronvolt al Grande collisore di adroni, i cui protoni portano 6,8 ciascuno.

La massa si indica nella stessa unità attraverso la relazione massa-energia. La massa a riposo di una particella si dà in elettronvolt divisi per il quadrato della velocità della luce, e i fisici sopprimono abitualmente il divisore dicendo semplicemente che l’elettrone è 511 chiloelettronvolt. Il bosone di Higgs è 125 gigaelettronvolt secondo la stessa convenzione.

L’ingegneria dei semiconduttori vi si appoggia. Il divario di banda che determina il comportamento elettrico e ottico di un materiale è un’energia in elettronvolt: circa 1,1 per il silicio, 3,4 per il nitruro di gallio, e questo solo numero decide se un dispositivo sia una cella solare, un transistore o un diodo a emissione di luce blu.

L’astronomia eredita la convenzione per i fotoni di alta energia, sicché i telescopi per raggi gamma riferiscono le osservazioni in gigaelettronvolt e teraelettronvolt anziché in lunghezze d’onda.

Gli acceleratori di particelle prendono nome dalle energie che raggiungono, ed è per questo che i loro nomi seguono i prefissi. La macchina di Cockcroft e Walton che per prima spezzò un nucleo nel 1932 lavorava a qualche centinaio di chiloelettronvolt; il Bevatrone degli anni cinquanta arrivò ai miliardi e trovò l’antiprotone; e il Grande Collisore di Adroni porta i protoni a 6,8 teraelettronvolt ciascuno. I raggi cosmici mettono tutto ciò in prospettiva arrivando con energie fino a 10 elevato a venti elettronvolt, decine di milioni di volte più di quanto ogni macchina possa produrre, benché solo una manciata di tali particelle colpisca la Terra in un secolo per chilometro quadrato.

Un elettronvolt equivale a circa 1,602 per dieci elevato a meno diciannove joule, ovvero all’incirca 3,83 per dieci elevato a meno venti calorie.