Conversione da Joule a Decijoule

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 Decijoule (dJ)

Il decijoule è un’unità di energia pari a un decimo di joule, cioè 0,1 joule. Il suo simbolo è dJ. Si forma esattamente come il decimetro e il decilitro, e appartiene a pieno titolo al sistema metrico, ma si scrive assai meno di entrambi perché la quantità che nomina si dà di solito come frazione decimale di joule.

La scala si sente senza difficoltà. Una mela da cento grammi che cade di dieci centimetri arriva con circa un decijoule. Una trappola per topi a molla ne immagazzina qualcuno, un colpetto deciso del dito ne consegna all’incirca uno, e un sassolino lanciato dal basso ne porta parecchi. È la prima zona, salendo dal millijoule, in cui una persona avverte l’energia direttamente come una spinta e non come uno scatto.

La sicurezza dei prodotti usa questo intervallo anche quando non ne usa il nome. Le regole sui proiettili dei giocattoli si scrivono in joule e decimi di joule, le repliche ad aria compressa sono limitate a circa un joule in diversi paesi, e le prove d’urto su provini di plastica piccoli danno risultati in decimi. Le cifre compaiono come 0,3 J o 0,5 J e non come 3 dJ o 5 dJ, ma la grandezza regolata è precisamente quella che il decijoule nomina.

Il prefisso deci è sopravvissuto in altre unità per comodità più che per logica. Il decilitro è una misura corrente di cucina in Scandinavia, in Svizzera e in buona parte dell’Europa centrale, e il decimetro cubo è esattamente il litro, il che infila in sordina il prefisso in un’unità che quasi tutti adoperano. Il decigrammo compare in farmacia e nel commercio dei metalli preziosi, e il decibel esiste perché il bel si rivelò un gradino troppo largo per descrivere il suono.

Con il joule nessuna di quelle spinte ha agito. L’ingegneria si era già fermata su prefissi che avanzano di mille in mille, e la virgola fa il resto: 0,4 joule non costa più di 4 decijoule da scrivere e sta nella stessa tabella di 40 joule o 4 chilojoule senza cambiare unità. Un prefisso si guadagna il posto accorciando ciò che si scrive, e qui non accorcia nulla.

Incontrare l’unità è dunque soprattutto questione di letteratura antica, di documenti tecnici tradotti e di materiale didattico che percorre tutta la scala dei prefissi. La conversione è immediata in entrambi i sensi: moltiplicare per cento per avere millijoule, dividere per dieci per avere joule, e il valore entra tale e quale nella notazione che lo circonda.

Un decijoule equivale a 0,1 joule, a circa 0,0239 calorie o a circa 0,0000278 wattora.