Omrekenen van 50 Elektronvolt naar Kilowattuur

Informatie over de Elektronvolt (eV)

De elektronvolt is een energie-eenheid gelijk aan de arbeid die wordt verricht op één enkel elektron dat een potentiaalverschil van één volt doorloopt. Het symbool is eV. Sinds de SI-herdefinitie van 2019 heeft zij een exacte waarde, 1,602176634 maal tien tot de macht min negentien joule, omdat de elementaire lading nu een gedefinieerde constante is.

Zij bestaat omdat de joule hopeloos groot is voor de wereld van de atomen. Eén zichtbaar foton draagt tussen ongeveer 1,6 en 3,3 elektronvolt, en dat in joule uitdrukken vraagt negentien voorloopnullen. In elektronvolt werken laat een natuurkundige de energie van een chemische binding, een atomaire overgang of een subatomaire botsing uitdrukken als een getal tussen één en enkele, en dat is wat een eenheid hoort te doen.

De schaal ordent hele vakgebieden. De scheikunde woont bij enkele elektronvolt, de energie van bindingen en van de zichtbare en ultraviolette fotonen die ze verbreken. Röntgenstraling beslaat kilo-elektronvolt. De kernfysica werkt in mega-elektronvolt, de schaal van bindingsenergieën en radioactief verval. De deeltjesfysica gebruikt giga-elektronvolt, waar de rustmassa van het proton 0,938 is, en tera-elektronvolt bij de grote hadronenversneller, waarvan de protonen er elk 6,8 dragen.

Massa wordt via het massa-energieverband in dezelfde eenheid opgegeven. De rustmassa van een deeltje wordt gegeven in elektronvolt gedeeld door de lichtsnelheid in het kwadraat, en natuurkundigen laten de deler routinematig weg en zeggen eenvoudig dat het elektron 511 kilo-elektronvolt is. Het higgsdeeltje is volgens dezelfde afspraak 125 giga-elektronvolt.

De halfgeleidertechniek hangt ervan af. De bandkloof die bepaalt hoe een materiaal zich elektrisch en optisch gedraagt is een energie in elektronvolt: ongeveer 1,1 voor silicium, 3,4 voor galliumnitride, en dat ene getal beslist of een component een zonnecel, een transistor of een blauwe lichtgevende diode wordt.

De sterrenkunde erft de afspraak voor fotonen met hoge energie, zodat gammatelescopen hun waarnemingen in giga-elektronvolt en tera-elektronvolt melden in plaats van in golflengten.

Deeltjesversnellers dragen de naam van de energieën die zij halen, waarom hun namen de voorvoegsels volgen. De machine van Cockcroft en Walton, die in 1932 als eerste een atoomkern spleet, werkte bij enkele honderden kilo-elektronvolt; het Bevatron van de jaren vijftig haalde miljarden en vond het antiproton; en de Grote Hadronenbotser brengt protonen op 6,8 tera-elektronvolt elk. De kosmische straling zet dit alles in verhouding door aan te komen met energieën tot 10 tot de macht twintig elektronvolt, tientallen miljoenen malen meer dan enige machine kan opwekken, al treft slechts een handvol van zulke deeltjes de Aarde in een eeuw per vierkante kilometer.

Eén elektronvolt is gelijk aan ongeveer 1,602 maal tien tot de macht min negentien joule, of ruwweg 3,83 maal tien tot de macht min twintig calorieën.

Informatie over de Kilowattuur (kWh)

De kilowattuur is een energie-eenheid gelijk aan de energie die één kilowatt vermogen gedurende één uur levert, of precies 3,6 miljoen joule. Het symbool is kWh. Het is de eenheid waarin vrijwel alle elektriciteit ter wereld wordt gekocht en verkocht.

De vorm verklaart het nut. Vermogen maal tijd geeft energie, zodat een apparaat aangeduid in watt en een duur in uren een getal opleveren dat rechtstreeks van een rekening valt af te lezen. Een kachel van twee kilowatt die drie uur draait verbruikt zes kilowattuur, en tussen het typeplaatje en het getal op de meter is geen omrekening nodig.

Het huishoudelijk verbruik ligt op een begrijpelijke schaal. Een doorsnee Europees huishouden gebruikt tussen 2000 en 5000 kilowattuur per jaar, een Amerikaans dichter bij 10 000. Eén keer een waterkoker koken kost ongeveer 0,1, een wasmachinebeurt ongeveer 0,7, en een moderne koelkast zo'n 200 per jaar. Die cijfers maken de eenheid een doeltreffend hulpmiddel om na te denken over waar de energie in een huis werkelijk heen gaat.

Elektrische voertuigen brachten haar bij een nieuw publiek. De accucapaciteit wordt in kilowattuur opgegeven, doorgaans tussen 40 en 100 voor een personenauto, en het verbruik wordt uitgedrukt in kilowattuur per honderd kilometer, de elektrische tegenhanger van liters per honderd kilometer. Het laadvermogen in kilowatt bepaalt vervolgens hoe lang het duurt om een gegeven hoeveelheid energie te leveren.

De eenheid hoort niet bij het SI en wordt soms verweten een eenheid met voorvoegsel te koppelen aan een tijdseenheid buiten het SI. De megajoule is het formeel juiste alternatief, en sommige landen rekenen gas werkelijk in megajoule of gigajoule af, maar de rechtstreekse band van de kilowattuur met het vermogen van apparaten heeft haar voor elektriciteit overal overheersend gehouden.

Grotere veelvouden drijven de elektriciteitssector. De megawattuur is de eenheid van de groothandel, de gigawattuur beschrijft de opbrengst van een centrale over een dag, en de terawattuur dient voor het jaarverbruik van een land.

Tarieven hebben de eenheid evenzeer tot een signaal als tot een maat gemaakt. Tijdgebonden beprijzing rekent per kilowattuur verschillende bedragen naar het uur van de dag, groothandelsmarkten rekenen af in blokken van een half uur, en in tijden van veel wind en weinig vraag is de prijs onder nul gegaan, zodat opwekkers betalen om te blijven leveren. Huishoudens met een batterij of een elektrische auto reageren door het verbruik naar de goedkope uren te verschuiven, wat de belasting op het net vlakker maakt. Het kilowattuur is ook de eenheid waarin de koolstofintensiteit van elektriciteit wordt gemeld, in gram kooldioxide per kilowattuur, wat de opwekmix van een land op één getal beoordeelbaar maakt.

Eén kilowattuur is gelijk aan 3,6 miljoen joule, 3600 kilojoule of ongeveer 860 kilocalorieën.