| 전자볼트 (eV) | 킬로칼로리 (kcal) |
|---|---|
| 1 전자볼트 | 3.82929405832 × 10-23 kcal |
| 2 전자볼트 | 7.65858811663 × 10-23 kcal |
| 3 전자볼트 | 1.1487882175 × 10-22 kcal |
| 4 전자볼트 | 1.53171762333 × 10-22 kcal |
| 5 전자볼트 | 1.91464702916 × 10-22 kcal |
| 10 전자볼트 | 3.82929405832 × 10-22 kcal |
| 20 전자볼트 | 7.65858811663 × 10-22 kcal |
| 25 전자볼트 | 9.57323514579 × 10-22 kcal |
| 50 전자볼트 | 1.91464702916 × 10-21 kcal |
| 100 전자볼트 | 3.82929405832 × 10-21 kcal |
| 기준 | 전자볼트 (eV) | 킬로칼로리 (kcal) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 2.61145 × 1022 eV | 1 kcal |
| An AA alkaline battery | 6.24151 × 1022 eV | 2.39006 kcal |
| Daily adult food intake | 5.22289 × 1025 eV | 2000 kcal |
| One unit on an electricity bill | 2.24694 × 1025 eV | 860.421 kcal |
| A lightning strike | 6.24151 × 1027 eV | 239006 kcal |
전자볼트는 1 볼트의 전위차를 지나는 전자 하나에 이루어지는 일에 해당하는 에너지 단위입니다. 기호는 eV 입니다. 2019 년 국제단위계 재정의 뒤로 그 값은 정확히 1.602176634 곱하기 10 의 마이너스 19 제곱 줄로 정해졌습니다. 기본 전하 자체가 이제 정의된 상수이기 때문입니다.
이 단위가 있는 까닭은 원자의 세계에 줄이 가망 없이 크기 때문입니다. 눈에 보이는 빛의 광자 하나가 나르는 것은 약 1.6 에서 3.3 전자볼트이며, 이를 줄로 쓰면 앞에 열아홉 개의 영이 늘어섭니다. 전자볼트로 다루면 화학 결합의 에너지도, 원자의 전이도, 소립자의 충돌도 1 에서 몇까지의 숫자로 말할 수 있습니다. 단위에 바라는 바가 바로 이것입니다.
이 눈금은 여러 분야를 통째로 정리합니다. 화학은 몇 전자볼트에 살며, 그것은 결합의 에너지이자 그 결합을 끊는 가시광과 자외선 광자의 에너지입니다. 엑스선은 킬로전자볼트를 차지합니다. 원자핵 물리는 메가전자볼트에서 일하며, 이는 결합 에너지와 방사성 붕괴의 눈금입니다. 입자 물리는 기가전자볼트를 쓰는데, 거기서 양성자의 정지 질량은 0.938 입니다. 대형 강입자 충돌기에서는 테라전자볼트를 쓰며, 그 양성자는 하나에 6.8 을 지닙니다.
질량도 질량과 에너지의 관계를 통해 같은 단위로 적힙니다. 입자의 정지 질량은 전자볼트를 빛 속력의 제곱으로 나눈 꼴로 주어지지만, 물리학자들은 보통 그 나눗수를 빼고 전자는 511 킬로전자볼트라고 말해 버립니다. 같은 약속에 따라 힉스 보손은 125 기가전자볼트입니다.
반도체 공학은 이 단위에 기대고 있습니다. 어떤 물질이 전기와 빛에 대해 어떻게 굴지를 정하는 띠틈은 전자볼트로 나타낸 에너지입니다. 규소는 약 1.1, 질화갈륨은 3.4 이며, 이 하나의 숫자가 그 소자가 태양전지가 될지, 트랜지스터가 될지, 파란빛 발광 다이오드가 될지를 정합니다.
천문학은 에너지가 높은 광자에 대해 이 약속을 물려받았습니다. 그래서 감마선 망원경은 관측 결과를 파장이 아니라 기가전자볼트와 테라전자볼트로 알립니다.
입자 가속기는 이르는 에너지를 따라 이름이 붙으며, 그래서 그 이름이 접두어를 좇습니다. 1932 년에 처음으로 원자핵을 쪼갠 콕크로프트와 월턴의 장치는 몇백 킬로전자볼트로 일했습니다. 1950 년대의 베바트론은 십억 자리에 이르러 반양성자를 찾아냈습니다. 그리고 대형 강입자 충돌기는 양성자를 저마다 6.8 테라전자볼트까지 끌어올립니다. 우주선은 이 모두를 견주게 합니다. 10 의 스무 제곱 전자볼트에 이르는 에너지로 날아들어, 어떤 장치가 만들 수 있는 양의 몇천만 곱절이기 때문입니다. 다만 그런 알갱이는 1 제곱킬로미터마다 한 세기에 겨우 몇 개만 지구에 닿습니다.
1 전자볼트는 약 1.602 곱하기 10 의 마이너스 19 제곱 줄, 약 3.83 곱하기 10 의 마이너스 20 제곱 칼로리와 같습니다.
킬로칼로리는 1000 칼로리, 곧 정확히 4184 줄에 해당하는 에너지 단위입니다. 기호는 kcal 입니다. 표시에 그렇게 적혀 있든 아니든, 세계 거의 어디서나 음식의 에너지는 이 단위로 세어집니다.
이름의 어수선함은 아무도 고치려 하지 않은 것입니다. 미국과 영어권의 많은 곳에서 식품 표시는 킬로칼로리를 뜻하면서 칼로리라는 낱말을 인쇄하고, 차이를 나타내려고 대문자로 적기도 합니다. 그러나 이 구분은 말에서는 전혀 살아남지 못하고 글에서도 거의 남지 않습니다. 유럽의 대부분은 보통 킬로줄과 나란히 kcal 이라고 또렷이 적어 이 덫을 피합니다.
표시의 숫자는 음식을 태워 얻은 것이 아닙니다. 19 세기 말에 고안된 애트워터 계수에서 나온 것으로, 세 가지 주요 영양소에 정해진 에너지 값을 매깁니다. 단백질과 탄수화물은 그램당 4 킬로칼로리, 지방은 9, 알코올은 7 입니다. 이 값들은 평균이며, 몸이 실제로 뽑아내는 에너지의 양은 셈에 넣지 않습니다. 그 양은 익히는 법과 가공과 사람에 따라 달라집니다.
사람의 필요량은 다루기 좋은 눈금에 놓입니다. 어른은 몸집과 활동량에 따라 하루 약 2000 에서 2500 킬로칼로리가 필요하고, 한 시간 걷기는 약 250 을 쓰며, 몸 지방 1 킬로그램에는 약 7700 이 쌓여 있습니다. 한 주에 0.5 킬로그램을 줄이려면 하루 500 킬로칼로리를 모자라게 하라는 흔한 조언이 이 마지막 값에서 나왔습니다. 다만 몸이 소비 쪽을 조절하므로 실제로 줄어드는 속도는 셈이 일러 주는 것보다 느립니다.
운동 과학과 임상 영양은 간접 열량 측정과 기초대사량 계산에서 이 단위를 정확히 씁니다. 사료와 병원 영양과 식품 제조는 모두 에너지 밀도를 100 그램당 킬로칼로리로 적습니다.
옛 화학과 공학 문헌은 반응 엔탈피와 연료의 발열량에 킬로칼로리를 쓰며, 거기서는 킬로줄과 겨루므로 조심해서 읽어야 합니다.
운동에 대해 이 단위로 적히는 값은 흔히 부풀려집니다. 그 까닭은 부정직함이 아니라 셈법입니다. 삼십 분에 300 킬로칼로리라 알리는 기계는 대개 총 소모를 세며, 앉아 있었더라도 몸이 태웠을 몫을 포함합니다. 그러니 운동에 돌릴 덤은 더 작습니다. 세 가지 주요 영양소도 크게 다릅니다. 지방은 1 그램마다 약 9 킬로칼로리, 단백질과 탄수화물은 4, 술 성분은 그 사이인 7 입니다. 먹을거리의 지방 함량이 조금만 달라져도 값이 크게 움직이는 까닭입니다. 이 두 가지를 알면 이 단위가 날마다 낳는 어수선함의 태반이 풀립니다.
1 킬로칼로리는 1000 칼로리, 4184 줄, 약 1.162 와트시와 같습니다.