Conversione da Joule a Centijoule

Informazioni sul Joule (J)

Il joule è l’unità SI di energia, lavoro e calore. Il suo simbolo è J. Un joule è il lavoro compiuto quando una forza di un newton sposta il proprio punto di applicazione di un metro, e ugualmente l’energia dissipata quando un watt di potenza scorre per un secondo.

Quella equivalenza è la ragione d’essere dell’unità. Prima dell’Ottocento il calore e il lavoro meccanico erano trattati come cose diverse, misurate in unità diverse, il calore in calorie e il lavoro in piedi-libbra. James Prescott Joule dedicò anni a mostrare che una quantità fissa di lavoro meccanico produce sempre la stessa quantità di calore, soprattutto agitando acqua con una ruota a pale mossa da pesi in caduta e misurando l’aumento di temperatura. Stabilire quel tasso di cambio, l’equivalente meccanico del calore, unificò meccanica e termodinamica in una sola materia.

Poiché si definisce attraverso le unità di base, il joule collega tutto. È un newton metro, un watt secondo, un coulomb volt e un chilogrammo metro quadrato al secondo quadrato, e ciascuna di quelle forme compare nell’uso corrente a seconda del ramo della fisica che sta parlando. Le energie elettrica, meccanica, termica e chimica si contano tutte nella stessa unità, il che rende possibile la contabilità energetica di un intero sistema.

La scala è utilmente a misura d’uomo. Sollevare una mela di un metro costa circa un joule. Un battito cardiaco ne consuma all’incirca uno. Lasciar cadere un manuale da una scrivania ne libera una decina. Al di sotto il joule diventa scomodo e subentrano le unità con prefisso; al di sopra fanno lo stesso il chilojoule e il megajoule.

L’energia degli alimenti si misura propriamente in joule, e le etichette in Australia, Nuova Zelanda e Unione europea riportano chilojoule accanto alle calorie o al loro posto. La caloria sopravvive nell’uso comune soprattutto per abitudine, e la conversione, una caloria pari a 4,184 joule, è fissata per definizione e non misurata.

Nutrizione, balistica, capacità delle batterie, resa dei laser, potenza degli esplosivi ed energia liberata da un terremoto si esprimono tutte in joule o nei suoi multipli, il che consente di confrontare direttamente grandezze provenienti da ambiti del tutto diversi.

Un joule equivale a un newton metro, a un watt secondo, a circa 0,239 calorie o a circa 0,000278 wattora.

Informazioni sul Centijoule (cJ)

Il centijoule è un’unità di energia pari a un centesimo di joule, cioè 0,01 joule. Il suo simbolo è cJ. È un membro perfettamente regolare del sistema metrico, formato come il centimetro e il centilitro, ma è una delle unità meno scritte dell’intero Sistema internazionale, e capirne il motivo dice qualcosa di utile su come i prefissi vengano davvero scelti.

La quantità in sé è facile da immaginare. Una monetina di circa due grammi che cade da mezzo metro atterra con all’incirca un centijoule. Quattro battute su una tastiera costano più o meno lo stesso, così come comprimere una molla morbida di qualche millimetro. È l’energia dei piccoli gesti voluti: abbastanza da farsi sentire, non abbastanza da avvertirsi come forza.

L’unità è rara perché l’ingegneria si è fermata su prefissi che avanzano di mille in mille. Milli, micro e nano, con i corrispondenti chilo, mega e giga, coprono ogni scala lasciando tre ordini di grandezza fra vicini, il che tiene i valori scritti fra uno e mille senza richiedere mai centi né deci. Dieci millijoule è la forma che quasi tutti scrivono, e dice esattamente la stessa cosa di un centijoule.

Il centi è sopravvissuto altrove perché le dimensioni umane gli si adattano. Il centimetro corrisponde alla larghezza di un dito, il centilitro a una misura di bevanda, il centigrammo a una dose. Dove il centesimo cade su una grandezza umana comoda il prefisso resiste; dove non accade, come con il joule, sparisce in silenzio dall’uso senza essere mai stato tolto dalla norma.

Qualche campo tecnico lo conserva. La viscosità si esprime ancora in centipoise e centistokes nelle industrie dei lubrificanti e di processo, le dosi di radioterapia si prescrivono in centigray e non in gray, e la tensione dell’umidità del suolo si legge in centibar. Sono casi in cui il centesimo dell’unità di base cade dentro l’intervallo di lavoro, esattamente come per il centimetro, e l’abitudine è sopravvissuta a più di un tentativo di ammodernamento.

Quando un centijoule compare, quasi sempre in testi antichi, in documentazione tradotta o in un esercizio sui prefissi, la mossa sicura è convertirlo subito. Moltiplicare per dieci per leggerlo in millijoule, oppure dividere per cento per leggerlo in joule. In nessuno dei due sensi si perde qualcosa, e la cifra ottenuta si accorderà con tutto il resto della pagina.

Un centijoule equivale a 0,01 joule, a circa 0,00239 calorie o a circa 0,00000278 wattora.