Conversione da Megajoule a Joule

Informazioni sul Megajoule (MJ)

Il megajoule è un’unità di energia pari a un milione di joule. Il suo simbolo è MJ. È la scala alla quale l’energia smette di essere una grandezza da laboratorio e diventa qualcosa con conseguenze fisiche visibili.

Un veicolo in moto è l’ancoraggio più facile. Un’automobile familiare di 1500 chilogrammi a 100 chilometri all’ora porta circa 0,58 megajoule di energia cinetica, e in un urto tutto quanto deve andare da qualche parte. Le strutture ad assorbimento si progettano proprio attorno a questa cifra, ed è per questo che le norme di sicurezza dei veicoli fissano l’energia d’urto e non la velocità.

Anche gli esplosivi si classificano qui. Un candelotto di dinamite libera all’incirca un megajoule, e un chilogrammo di TNT circa 4,2. Poiché l’equivalente in TNT è definito e non misurato, il megajoule fa da ponte fra gli esplosivi chimici e le altre liberazioni di energia, consentendo di descrivere l’impatto di una meteora o un incidente industriale sulla stessa scala di una carica da demolizione.

L’apporto energetico quotidiano di una persona si aggira sui dieci megajoule, la stessa cifra delle 2400 chilocalorie vista dall’altro lato. Il lavoro fisico è paragonabile: una giornata di lavoro manuale al di sopra del metabolismo a riposo costa qualche megajoule, e una lunga tappa ciclistica forse quindici.

Le densità energetiche dei combustibili stanno su questa scala per unità di massa. La benzina contiene circa 46 megajoule per chilogrammo, il legno una sedicina, e una batteria moderna al litio circa 0,9. Quest’ultimo confronto, un fattore cinquanta, è l’unico numero che spiega perché gli aerei elettrici restino difficili mentre le automobili elettriche no.

I sistemi industriali e militari usano l’unità per l’energia immagazzinata e ceduta. Le prestazioni dei cannoni a rotaia e dei lanciatori elettromagnetici si citano in megajoule alla volata, l’accumulo a volano in megajoule, e allo stesso modo l’energia ceduta da un grande banco di condensatori in un esperimento di fusione.

Confrontare le tecniche di accumulo in quest’unità è istruttivo, perché i divari sono enormi. Un chilogrammo di benzina racchiude circa 46 megajoule, un chilogrammo di legno secco circa 16, e un chilogrammo di batteria agli ioni di litio soltanto circa 0,9, una cinquantina di volte meno del carburante. Quel solo rapporto spiega gran parte della difficoltà tecnica del volo elettrico e molto del peso di un’auto elettrica. Nel senso opposto, un chilogrammo di uranio 235 interamente fissionato libera circa 80 milioni di megajoule, e un chilogrammo di materia convertito interamente in energia ne darebbe 90 miliardi. L’unità copre tutto quell’arco cambiando prefisso solo poche volte.

Un megajoule equivale a un milione di joule, a circa 0,278 chilowattora o a circa 239 chilocalorie.

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.