| Referência | Joules (J) | Centijoules (cJ) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 4184 J | 418400 cJ |
| An AA alkaline battery | 10000 J | 1000000 cJ |
| Daily adult food intake | 8368000 J | 836800000 cJ |
| One unit on an electricity bill | 3600000 J | 360000000 cJ |
| A lightning strike | 1 × 109 J | 1 × 1011 cJ |
O joule é a unidade SI de energia, trabalho e calor. O seu símbolo é J. Um joule é o trabalho realizado quando uma força de um newton desloca o seu ponto de aplicação um metro, e igualmente a energia dissipada quando um watt de potência flui durante um segundo.
Essa equivalência é a razão de ser da unidade. Antes do século XIX, o calor e o trabalho mecânico eram tratados como coisas distintas medidas em unidades distintas, o calor em calorias e o trabalho em pés-libra. James Prescott Joule dedicou anos a mostrar que uma quantidade fixa de trabalho mecânico produz sempre a mesma quantidade de calor, sobretudo agitando água com uma roda de pás movida por pesos em queda e medindo a subida de temperatura. Estabelecer essa taxa de câmbio, o equivalente mecânico do calor, uniu a mecânica e a termodinâmica numa só matéria.
Por se definir através das unidades de base, o joule liga tudo. É um newton metro, um watt segundo, um coulomb volt e um quilograma metro quadrado por segundo quadrado, e cada uma dessas formas aparece no uso corrente consoante o ramo da física que estiver a falar. As energias elétrica, mecânica, térmica e química contam-se todas na mesma unidade, o que é o que torna possível a contabilidade energética de um sistema inteiro.
A escala tem um tamanho humano útil. Levantar uma maçã um metro custa cerca de um joule. Um batimento cardíaco consome aproximadamente um joule. Deixar cair um manual de uma secretária liberta uns dez. Abaixo disso os joules tornam-se desajeitados e as unidades com prefixo assumem; acima, os quilojoules e os megajoules fazem o mesmo.
A energia dos alimentos mede-se propriamente em joules, e os rótulos na Austrália, na Nova Zelândia e na União Europeia indicam quilojoules a par das calorias ou em vez delas. A caloria sobrevive no uso geral sobretudo por hábito, e a conversão, uma caloria igual a 4,184 joules, está fixada por definição e não medida.
A nutrição, a balística, a capacidade das baterias, a saída dos lasers, a potência dos explosivos e a energia libertada por um sismo exprimem-se todas em joules ou nos seus múltiplos, o que permite comparar diretamente grandezas vindas de domínios inteiramente diferentes.
Um joule equivale a um newton metro, a um watt segundo, a cerca de 0,239 calorias ou a cerca de 0,000278 watt-horas.
O centijoule é uma unidade de energia igual a um centésimo de joule, ou seja, 0,01 joules. O seu símbolo é cJ. É um membro perfeitamente regular do sistema métrico, formado como o centímetro e o centilitro, mas é uma das unidades menos escritas de todo o Sistema Internacional, e perceber porquê diz algo de útil sobre como os prefixos são realmente escolhidos.
A quantidade em si é fácil de imaginar. Uma moeda pequena de cerca de dois gramas a cair meio metro aterra com aproximadamente um centijoule. Quatro toques num teclado custam mais ou menos o mesmo, tal como comprimir uma mola macia alguns milímetros. É a energia dos pequenos gestos deliberados: bastante para se ouvir, insuficiente para se sentir como força.
A raridade da unidade deve-se a que a engenharia assentou em prefixos que avançam de mil em mil. Mili, micro e nano, com os seus correspondentes quilo, mega e giga, cobrem todas as escalas deixando três ordens de grandeza entre vizinhos, o que mantém os valores escritos entre um e mil sem nunca exigir centi nem deci. Dez milijoules é a forma que quase toda a gente escreve, e diz exatamente o mesmo que um centijoule.
O centi sobreviveu noutros sítios porque as dimensões humanas calham assentar-lhe. O centímetro corresponde à largura de um dedo, o centilitro a uma medida de bebida e o centigrama a uma dose. Onde o centésimo cai sobre uma grandeza humana cómoda, o prefixo mantém-se; onde não cai, como no caso do joule, desaparece discretamente da prática sem nunca ter sido retirado da norma.
Alguns campos técnicos conservam-no. A viscosidade continua a ser dada em centipoise e centistokes nas indústrias do lubrificante e dos processos, as doses de radioterapia prescrevem-se em centigrays e não em grays, e a tensão da humidade do solo lê-se em centibares. São casos em que o centésimo da unidade de base cai dentro do intervalo de trabalho, tal como no centímetro, e o hábito sobreviveu a várias tentativas de modernização.
Quando um centijoule aparece, quase sempre em texto antigo, em documentação traduzida ou num exercício sobre prefixos, o mais seguro é convertê-lo de imediato. Multiplique por dez para o ler em milijoules, ou divida por cem para o ler em joules. Nada se perde em qualquer dos sentidos, e o valor obtido encaixará com tudo o resto da página.
Um centijoule equivale a 0,01 joules, a cerca de 0,00239 calorias ou a cerca de 0,00000278 watt-horas.