Conversão de Calorias para Watts-hora

Informações sobre o Caloria (cal)

A caloria é uma unidade de energia igual a 4,184 joules. O seu símbolo é cal. Foi originalmente definida como o calor necessário para elevar em um grau Celsius a temperatura de um grama de água, e não é uma unidade do SI, embora sobreviva quase em toda a parte onde se fala de alimentos e de calor.

A definição original era incómoda porque a resposta depende da temperatura de partida. A água precisa de um pouco mais de calor para passar de 14,5 a 15,5 graus do que de 19,5 a 20,5, pelo que existiram várias calorias rivais: a caloria de quinze graus, a caloria média e a caloria das tabelas internacionais do vapor, entre outras. A caloria termoquímica hoje usada define-se simplesmente como exatamente 4,184 joules, cortando por completo a ligação à água e acabando com a ambiguidade.

A confusão maior é de escala. A caloria impressa nas embalagens alimentares nos Estados Unidos não é de todo esta unidade mas a quilocaloria, mil vezes maior, por vezes distinguida por um C maiúsculo. Uma bolacha anunciada com sessenta calorias contém na realidade sessenta mil da unidade aqui descrita. A convenção está enraizada e dificilmente mudará, pelo que os números nutricionais e os físicos têm de se ler em registos diferentes.

A química conservou a caloria muito depois de a física ter seguido em frente. As entalpias de reação, as energias de ligação e os calores de formação foram tabelados em quilocalorias por mole durante quase todo o século XX, e a literatura antiga e alguns manuais americanos atuais ainda o fazem. O valor equivalente do SI em quilojoules por mole é maior por um fator de 4,184, e enganar-se sobre qual está em uso produz erros de aspeto plausível.

A ciência da nutrição usa-a porque o balanço energético humano calha ficar numa escala cómoda em quilocalorias, com uma necessidade diária de cerca de dois mil. Em joules o mesmo valor ronda os oito milhões e meio, o que é exato mas mais difícil de manejar mentalmente.

O ar condicionado e a refrigeração em alguns países ainda classificam a capacidade em quilocalorias por hora, e os poderes caloríficos dos combustíveis aparecem em calorias por grama nas tabelas técnicas antigas.

Uma caloria equivale exatamente a 4,184 joules, a 0,001 quilocalorias ou a cerca de 0,00116 watt-horas.

Informações sobre o Watt-hora (Wh)

O watt-hora é uma unidade de energia igual à energia entregue por um watt de potência a fluir durante uma hora, ou exatamente 3600 joules. O seu símbolo é Wh. É o trocado do quilowatt-hora, usado onde as quantidades de energia são modestas de mais para se indicarem aos milhares.

As baterias são o seu território principal. A capacidade de um portátil, de um telefone, de uma ferramenta elétrica ou de uma coluna portátil indica-se em watt-horas, e é este o número que conta ao comparar aparelhos, porque combina os dois valores habitualmente impressos numa célula. Uma bateria marcada com 3000 miliamperes-hora a 3,7 volts armazena cerca de 11 watt-horas, e o valor em amperes-hora sozinho não tem sentido sem a tensão.

A regulamentação da aviação tornou a unidade inesperadamente pública. As baterias de lítio acima de 100 watt-horas não podem ser levadas na bagagem de cabina sem autorização da companhia, e acima de 160 watt-horas estão inteiramente proibidas em aeronaves de passageiros. É por isso que as baterias de portáteis e de máquinas fotográficas trazem o valor impresso, e que os carregadores portáteis são concebidos para ficar mesmo abaixo do limiar.

A produção de energia em pequena escala também a usa. Um painel solar de um candeeiro de jardim, um sensor que colhe energia do ambiente ou um dínamo de bicicleta produzem watt-horas por dia e não quilowatt-horas, e a eletrónica de baixo consumo pensada para funcionar anos com uma só pilha orça-se em miliwatt-horas.

A unidade partilha a crítica dirigida ao quilowatt-hora: junta uma unidade coerente de potência do SI a uma unidade de tempo alheia ao SI. Em termos estritamente do SI a expressão correta é 3600 joules, ou 3,6 quilojoules, e a escrita científica usa joules. Em todo o resto vence a ligação prática à potência do aparelho.

Os sistemas de armazenamento de energia, da bateria doméstica à instalação de rede, sobem por quilowatt-horas e megawatt-horas a partir do mesmo ponto de partida, pelo que toda a família partilha uma só aritmética.

Vale a pena esclarecer aqui uma confusão frequente. As células de bateria são em geral rotuladas em ampere-horas ou miliampere-horas, que medem carga e não energia, e duas células com o mesmo valor em ampere-horas armazenam quantidades bem diferentes se as suas tensões diferirem. Multiplicar os ampere-horas pela tensão nominal dá watt-horas: uma célula de telemóvel de 3000 miliampere-horas a 3,85 volts guarda cerca de 11,6 watt-horas. É por isso que as comparações de capacidade entre aparelhos só fazem sentido em watt-horas, que as companhias aéreas fixam os seus limites em watt-horas, e que uma bateria externa anunciada em miliampere-horas pode entregar menos do que o seu número sugere depois de contadas as suas próprias perdas de conversão.

Um watt-hora equivale a 3600 joules, a 0,001 quilowatt-horas ou a cerca de 0,86 quilocalorias.