Conversão de Eletrão-volts para Decajoules

Informações sobre o Eletrão-volt (eV)

O eletrão-volt é uma unidade de energia igual ao trabalho realizado sobre um único eletrão que atravessa uma diferença de potencial de um volt. O seu símbolo é eV. Desde a redefinição do SI de 2019 tem um valor exato, 1,602176634 vezes dez elevado a menos dezanove joules, porque a carga elementar é agora uma constante definida.

Existe porque o joule é desesperadamente grande para o mundo atómico. Um único fotão visível transporta entre cerca de 1,6 e 3,3 eletrão-volts, e exprimi-lo em joules exige dezanove zeros iniciais. Trabalhar em eletrão-volts permite a um físico enunciar a energia de uma ligação química, de uma transição atómica ou de uma colisão subatómica como um número entre um e uns poucos, que é o que uma unidade deve fazer.

A escala organiza disciplinas inteiras. A química vive a alguns eletrão-volts, a energia das ligações e dos fotões visíveis e ultravioleta que as quebram. Os raios X ocupam os quilo-eletrão-volts. A física nuclear trabalha em mega-eletrão-volts, a escala das energias de ligação e do decaimento radioativo. A física de partículas usa giga-eletrão-volts, onde a massa em repouso do protão é 0,938, e tera-eletrão-volts no Grande Colisionador de Hadrões, cujos protões levam 6,8 cada um.

A massa indica-se na mesma unidade através da relação massa-energia. A massa em repouso de uma partícula dá-se em eletrão-volts divididos pelo quadrado da velocidade da luz, e os físicos costumam suprimir o divisor e dizer simplesmente que o eletrão são 511 quilo-eletrão-volts. O bosão de Higgs são 125 giga-eletrão-volts pela mesma convenção.

A engenharia de semicondutores depende dela. O hiato de banda que determina o comportamento elétrico e ótico de um material é uma energia em eletrão-volts: cerca de 1,1 para o silício, 3,4 para o nitreto de gálio, e esse único número decide se um dispositivo é uma célula solar, um transístor ou um díodo emissor de luz azul.

A astronomia herda a convenção para os fotões de alta energia, pelo que os telescópios de raios gama comunicam observações em giga-eletrão-volts e tera-eletrão-volts em vez de comprimentos de onda.

Os aceleradores de partículas recebem o nome das energias que alcançam, e por isso os seus nomes seguem os prefixos. A máquina de Cockcroft e Walton que dividiu um núcleo pela primeira vez em 1932 trabalhava a algumas centenas de quiloeletrão-volts; o Bevatrão dos anos cinquenta chegou aos milhares de milhões e achou o antiprotão; e o Grande Colisor de Hadrões leva os protões a 6,8 teraeletrão-volts cada um. Os raios cósmicos põem tudo isto em perspetiva ao chegarem com energias até 10 elevado a vinte eletrão-volts, dezenas de milhões de vezes mais do que qualquer máquina pode produzir, embora apenas um punhado de tais partículas atinja a Terra num século por quilómetro quadrado.

Um eletrão-volt equivale a cerca de 1,602 vezes dez elevado a menos dezanove joules, ou aproximadamente 3,83 vezes dez elevado a menos vinte calorias.

Informações sobre o Decajoule (daJ)

O decajoule é uma unidade de energia igual a dez joules. O seu símbolo é daJ, e aceita-se também a grafia dekajoule com k. É o múltiplo do joule que menos se escreve, não por a quantidade ser obscura, mas por deca ser o prefixo menos usado de todo o sistema métrico, e perceber isso é mais útil do que decorar a unidade em si.

A quantidade é das mais fáceis de imaginar em física. Levantar um pacote de açúcar de um quilograma um metro custa 9,81 joules, ou seja, quase exatamente um decajoule. Um coração faz cerca de um joule por batimento, portanto dez batimentos. Um chumbo de carabina de ar sem licença na Grã-Bretanha leva até 16 joules, pouco mais de 1,6 decajoules. São grandezas que o corpo entende diretamente como esforço.

O deca sobrevive na vida corrente apenas num punhado de sítios, e quase todos têm que ver com massa. Na Áustria, na Polónia, na Hungria e nas terras checas, os balcões de charcutaria continuam a vender ao decagrama, de modo que o cliente pede vinte deca de fiambre em vez de duzentos gramas. O decanewton usa-se para classificar cordas e cabos e, em França, para capacidades de reboque, por calhar ficar perto do peso de um quilograma.

No resto, o prefixo simplesmente perdeu. A engenharia normalizou-se em degraus de mil, o que coloca o quilo logo acima da unidade de base e não deixa ao deca tarefa alguma que um número de dois algarismos não faça já melhor. Escrever 40 joules é mais curto do que escrever 4 decajoules, e ordena-se corretamente numa tabela ao lado de 400 joules e de 4 quilojoules sem qualquer cálculo de cabeça.

A escala em si merece ser conhecida mesmo sob outro nome, porque é a escala dos gestos humanos isolados. Atirar uma bola, fechar uma porta pesada, pôr uma chaleira cheia sobre o lume, retesar um arco: cada um custa algumas dezenas de joules. Os ensaios de impacto em embalagens e equipamentos de proteção também se especificam aqui, tal como os limites de energia inscritos nas regras sobre carabinas de ar e ferramentas industriais de fixação.

Quando um decajoule aparece num documento, converter custa um só passo em qualquer dos sentidos. Multiplique por dez para joules, divida por cem para quilojoules. Ambas as formas são exatas, e a forma em joules é a que encaixará com todos os outros valores de uma especificação moderna.

Um decajoule equivale a 10 joules, a cerca de 2,39 calorias ou a cerca de 0,00278 watt-horas.