Conversione da Chilowattora a Microjoule

Informazioni sul Chilowattora (kWh)

Il chilowattora è un’unità di energia pari all’energia fornita da un chilowatt di potenza che scorre per un’ora, ossia esattamente 3,6 milioni di joule. Il suo simbolo è kWh. È l’unità con cui si compra e si vende praticamente tutta l’elettricità del mondo.

La sua forma ne spiega l’utilità. La potenza moltiplicata per il tempo dà energia, sicché un apparecchio indicato in watt e una durata in ore producono una cifra che si legge direttamente su una bolletta. Una stufa da due chilowatt accesa per tre ore consuma sei chilowattora, e fra la targhetta dell’apparecchio e il numero del contatore non serve alcuna conversione.

Il consumo domestico sta su una scala comprensibile. Una famiglia europea tipo usa fra 2000 e 5000 chilowattora l’anno, una americana più vicina a 10 000. Bollire un bollitore una volta costa circa 0,1, un carico di bucato circa 0,7, e un frigorifero moderno circa 200 l’anno. Queste cifre fanno dell’unità uno strumento efficace per ragionare su dove vada davvero l’energia in una casa.

I veicoli elettrici le hanno portato un pubblico nuovo. La capacità della batteria si indica in chilowattora, di norma fra 40 e 100 per un’automobile, e l’efficienza si esprime in chilowattora per cento chilometri, l’analogo elettrico dei litri per cento chilometri. La potenza di ricarica in chilowatt determina poi quanto tempo occorre per consegnare una data quantità di energia.

L’unità non appartiene al SI e talvolta le si rimprovera di unire un’unità con prefisso a un’unità di tempo estranea al SI. Il megajoule è l’alternativa formalmente corretta, e alcuni paesi fatturano davvero il gas in megajoule o gigajoule, ma il legame diretto del chilowattora con le potenze degli apparecchi lo ha mantenuto dominante per l’elettricità ovunque.

I multipli maggiori muovono l’industria elettrica. Il megawattora è l’unità del commercio all’ingrosso, il gigawattora descrive la produzione di una centrale nell’arco di un giorno, e il terawattora serve per il consumo annuo di un paese.

Le tariffe hanno fatto dell’unità un segnale non meno che una misura. La tariffazione a fasce addebita importi diversi per chilowattora secondo l’ora del giorno, i mercati all’ingrosso si regolano a blocchi di mezz’ora, e in periodi di molto vento e scarsa domanda il prezzo è divenuto negativo, sicché i produttori pagano per continuare a fornire. Le famiglie con un accumulo o un’auto elettrica rispondono spostando i consumi nelle ore a buon mercato, il che appiana il carico sulla rete. Il chilowattora è anche l’unità in cui si riferisce l’intensità di carbonio dell’elettricità, in grammi di anidride carbonica per chilowattora, il che permette di giudicare il mix di generazione di un paese su un solo numero.

Un chilowattora equivale a 3,6 milioni di joule, a 3600 chilojoule o a circa 860 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.