Conversione da Calorie a Millijoule

Informazioni sul Caloria (cal)

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.

Informazioni sul Millijoule (mJ)

Il millijoule è un’unità di energia pari a un millesimo di joule, cioè 0,001 joule. Il suo simbolo è mJ. È la prima unità, scendendo dal joule, in cui il corpo umano smette di avvertire ciò che accade, e per questo compare ovunque una piccola quantità di energia debba essere liberata di proposito e con precisione.

La meccanica di tutti i giorni la raggiunge senza fatica. Una graffetta da un grammo, lasciata cadere da un metro, arriva con una decina di millijoule. Premere un tasto ne richiede due o tre, voltare una pagina assai meno, e la scintilla che salta da una maniglia in una giornata secca ne porta fra uno e dieci. Quest’ultima cifra sta all’incirca sulla soglia della sensazione, il che fa del millijoule la più piccola energia che una persona nota abitualmente senza che glielo dicano.

La protezione contro le esplosioni è scritta qui. L’energia minima di accensione del metano in aria è di circa 0,28 millijoule e quella del propano di circa 0,25, mentre le nubi di farina, zucchero o polvere metallica ne chiedono decine. Le norme per le zone pericolose fissano l’energia immagazzinata ammissibile di un circuito rispetto a quei valori, sicché l’intero edificio della sicurezza intrinseca poggia su grandezze di quest’ordine e non su ciò che mostra un voltmetro.

I laser medici e industriali si valutano in millijoule per impulso. Un laser a commutazione di Q usato per togliere tatuaggi o per la litotrissia consegna qualche centinaio di millijoule in pochi nanosecondi, e quella brevità estrema è ciò che converte un’energia modesta in una potenza di picco di megawatt. La capsulotomia oculistica ne usa pochi, e gli apparecchi dermatologici si dosano nella stessa unità perché a decidere l’effetto sul tessuto è la dose per impulso e non la seduta.

Anche le piccole grandezze elettriche e acustiche cadono qui. Un puntatore laser da un milliwatt emette un millijoule al secondo. Chi parla a voce alta irradia circa un millijoule di suono al secondo, e il segnalatore di un rivelatore di fumo parecchi. Un condensatore da un microfarad caricato a cinquanta volt immagazzina 1,25 millijoule, ed è il tipo di cifra stampata su circuiti di flash, moduli di accensione e otturatori fotografici.

Sopra subentra il joule e gli effetti diventano palesemente meccanici; sotto subentra il microjoule e gli effetti diventano invisibili. Ciò fa del millijoule il confine pratico della percezione, e spiega perché limiti di sicurezza, soglie di sensibilità e prescrizioni di dose si fermino così spesso a tre decimali anziché scendere oltre.

Un millijoule equivale a 0,001 joule, a circa 0,000239 calorie o a circa 0,000000278 wattora.