Conversione da Microjoule a 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.

Informazioni sul Chilocaloria (kcal)

La chilocaloria è un’unità di energia pari a 1000 calorie, ossia esattamente 4184 joule. Il suo simbolo è kcal. È l’unità in cui si conta l’energia degli alimenti quasi in tutto il mondo, che l’etichetta lo dica o no.

La denominazione è un disordine che nessuno ha voluto sistemare. Negli Stati Uniti e in gran parte del mondo anglofono le etichette alimentari stampano la parola caloria quando intendono chilocaloria, talvolta con la maiuscola per segnare la differenza, distinzione che non sopravvive ad alcuna conversazione parlata e a poche scritte. La maggior parte dell’Europa evita la trappola stampando kcal in modo esplicito, di solito accanto ai chilojoule.

Le cifre di un’etichetta non si ottengono bruciando l’alimento. Vengono dal sistema di Atwater, ideato a fine Ottocento, che assegna valori energetici fissi ai macronutrienti: quattro chilocalorie per grammo di proteine e di carboidrati, nove per grammo di grassi e sette per grammo di alcol. Sono medie che ignorano quanta energia il corpo estragga davvero, cosa che varia con la cottura, la lavorazione e la persona.

Il fabbisogno umano si colloca su una scala comoda. Un adulto ha bisogno di circa 2000-2500 chilocalorie al giorno a seconda della corporatura e dell’attività, un’ora di cammino ne costa circa 250, e un chilogrammo di grasso corporeo ne immagazzina circa 7700. Da quest’ultima cifra viene il consiglio corrente di mantenere un deficit di 500 chilocalorie al giorno per perdere mezzo chilo alla settimana, benché il corpo adatti il proprio dispendio e la perdita reale sia più lenta di quanto suggerisca il calcolo.

Le scienze dello sport e la nutrizione clinica usano l’unità con precisione, nella calorimetria indiretta e nel calcolo del metabolismo basale. I mangimi, la nutrizione ospedaliera e l’industria alimentare indicano la densità energetica in chilocalorie per cento grammi.

La letteratura più antica di chimica e ingegneria usa la chilocaloria per le entalpie di reazione e i poteri calorifici, dove compete con il chilojoule e impone una lettura attenta.

Le cifre sull’esercizio in quest’unità sono abitualmente sovrastimate, e la ragione è aritmetica anziché disonestà. Una macchina che annuncia 300 chilocalorie per mezz’ora conta di norma il dispendio lordo, compreso ciò che il corpo avrebbe bruciato da seduto, sicché il di più imputabile all’esercizio è minore. I tre macronutrienti differiscono inoltre nettamente: il grasso fornisce circa 9 chilocalorie per grammo contro 4 di proteine e carboidrati, e l’alcol sta in mezzo a 7, ragione per cui un piccolo cambiamento del tenore di grasso di un alimento sposta tanto la sua cifra. Capire questi due punti dissolve quasi tutta la confusione che l’unità genera nella vita quotidiana.

Una chilocaloria equivale a 1000 calorie, a 4184 joule o a circa 1,162 wattora.