Conversione da Gigajoule a Microjoule

Informazioni sul Gigajoule (GJ)

Il gigajoule è un’unità di energia pari a un miliardo di joule, ossia 1000 megajoule. Il suo simbolo è GJ. A differenza dei joule con prefissi più piccoli è un’unità commerciale in servizio: gas e calore si comprano e si vendono in gigajoule, e il consumo annuo di una famiglia è un numero di gigajoule che sta comodamente su una riga di bolletta.

Il riscaldamento è dove la maggior parte delle persone lo incontra. Il teleriscaldamento in Danimarca e nei Paesi Bassi si misura e si fattura in gigajoule, e le bollette canadesi del gas naturale sono espresse in questa unità. Un gigajoule vale grosso modo il calore di 26 metri cubi di gas naturale o di 29 litri di benzina, e una casa ben isolata in clima freddo consuma fra 40 e 100 gigajoule l’anno fra riscaldamento e acqua calda.

L’unità misura anche quanto costa fabbricare i materiali. Produrre una tonnellata di acciaio da costruzione richiede all’incirca da 20 a 25 gigajoule di energia primaria, una tonnellata di cemento circa 4, e una tonnellata di alluminio primario quasi 200. Quelle cifre spiegano perché l’alluminio venga descritto come elettricità immagazzinata, e perché le tabelle di energia incorporata in edilizia si pubblichino in gigajoule per tonnellata e non in un’unità più piccola.

Per l’energia distruttiva è la scala naturale fra il domestico e il catastrofico. Una tonnellata di TNT libera per definizione 4,184 gigajoule, e un fulmine ne consegna dell’ordine di uno a cinque, benché quasi tutto se ne vada a scaldare e lacerare l’aria anziché in ciò che colpisce. Una tonnellata di carbon fossile racchiude circa 29 gigajoule di energia chimica.

Gli esseri umani compaiono nella stessa tabella. Un adulto che mangi una decina di megajoule al giorno assume circa 3,7 gigajoule di energia alimentare all’anno, meno di quanto una piccola automobile bruci in un mese. Accostare le due cifre nella medesima unità è uno dei modi più netti per mostrare quanta parte del consumo energetico moderno avvenga fuori dal corpo.

Sopra il gigajoule le statistiche nazionali passano ai terajoule e ai petajoule; sotto, apparecchi e veicoli si descrivono in megajoule e chilowattora. Il gigajoule sta alla giuntura, ed è per questo che le autorità dell’energia e i fornitori vi convergono: abbastanza grande per un edificio, abbastanza piccolo per una bolletta.

Un gigajoule equivale a 1 000 000 000 joule, a circa 277,8 chilowattora o a circa 239 000 chilocalorie.

Informazioni sul Microjoule (µJ)

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.