Conversione da Microjoule a Decijoule

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.

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.