Conversão de Eletrão-volts para Hectojoules

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 Hectojoule (hJ)

O hectojoule é uma unidade de energia igual a cem joules. O seu símbolo é hJ. Tal como o decajoule que fica abaixo, é uma unidade métrica corretamente formada que quase ninguém escreve, porque um número de três algarismos em joules já é suficientemente curto e porque o quilojoule espera apenas uma casa decimal acima.

A quantidade é inteiramente humana. Levantar uma caixa de dez quilogramas um metro custa cerca de 98 joules, ou seja, quase exatamente um hectojoule. Subir um único degrau custa a um adulto uns 120 joules, e uma lâmpada de cem watts queima um hectojoule por segundo. Um corpo adulto em repouso liberta cerca de um hectojoule de calor por segundo apenas por continuar vivo, o que faz da unidade uma medida honesta de um segundo de existência comum.

Várias grandezas conhecidas caem aqui sem levar o nome. Um flash de estúdio classifica-se entre um e dez hectojoules, embora o ofício lhes chame watt-segundos. Um desfibrilhador entrega dois hectojoules por choque. O aço estrutural tem de absorver pelo menos 27 joules num ensaio de impacto sobre provete entalhado, e as qualidades tenazes absorvem bem mais de um hectojoule, que é a diferença entre uma chapa que dobra e outra que parte.

O prefixo em si está longe de morto, mas sobrevive agarrado a outras unidades. O hectopascal é a unidade de pressão atmosférica em todos os boletins meteorológicos do planeta, escolhida precisamente porque um hectopascal equivale exatamente a um milibar e os meteorologistas puderam adotar o Sistema Internacional sem mudar um único número nas suas cartas. O hectare mede a terra em quase toda a parte, e o hectolitro é a unidade de comércio do vinho, da cerveja e do leite.

Com o joule, nenhuma dessas condições se verificou. Não havia unidade herdada a que o hectojoule correspondesse, nem intervalo de valores que ele tornasse mais arrumado, nem comércio que dele precisasse. A engenharia já fixara o quilo como primeiro degrau para cima, pelo que ao hectojoule restou descrever um intervalo que a notação decimal comum resolve muito bem sozinha.

Ler um exige, por isso, uma só multiplicação. Cem hectojoules são dez quilojoules; quatro hectojoules são 400 joules. A forma em joules é a que usarão as especificações modernas, os relatórios de laboratório e as folhas de dados, pelo que converter de imediato mantém o valor coerente com tudo o que está impresso à volta.

Um hectojoule equivale a 100 joules, a cerca de 23,9 calorias ou a cerca de 0,0278 watt-horas.