Conversão de Eletrão-volts para Quilocalorias

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 Quilocaloria (kcal)

A quilocaloria é uma unidade de energia igual a 1000 calorias, ou exatamente 4184 joules. O seu símbolo é kcal. É a unidade em que se conta a energia dos alimentos quase em todo o mundo, diga ou não o rótulo que assim é.

A denominação é uma desarrumação que ninguém quis corrigir. Nos Estados Unidos e em boa parte do mundo anglófono, os rótulos alimentares imprimem a palavra caloria quando querem dizer quilocaloria, por vezes com maiúscula para marcar a diferença, distinção que não sobrevive a nenhuma conversa falada e a poucas escritas. A maior parte da Europa evita a armadilha imprimindo kcal de forma explícita, em geral a par dos quilojoules.

Os números de um rótulo não se obtêm queimando o alimento. Vêm do sistema de Atwater, concebido no final do século XIX, que atribui valores energéticos fixos aos macronutrientes: quatro quilocalorias por grama de proteína e de hidratos de carbono, nove por grama de gordura e sete por grama de álcool. Os valores são médias que ignoram quanta energia o corpo de facto extrai, o que varia com a cozedura, o processamento e a pessoa.

As necessidades humanas ficam numa escala cómoda. Um adulto precisa de cerca de 2000 a 2500 quilocalorias por dia consoante o tamanho e a atividade, uma hora de caminhada custa uns 250, e um quilograma de gordura corporal armazena cerca de 7700. É deste último valor que vem o conselho corrente de manter um défice de 500 quilocalorias diárias para perder meio quilo por semana, embora o corpo ajuste o seu gasto e a perda real seja mais lenta do que a aritmética sugere.

As ciências do desporto e a nutrição clínica usam a unidade com rigor, na calorimetria indireta e no cálculo do metabolismo basal. As rações, a nutrição hospitalar e a indústria alimentar especificam a densidade energética em quilocalorias por cem gramas.

A literatura antiga de química e de engenharia usa a quilocaloria para as entalpias de reação e os poderes caloríficos, onde concorre com o quilojoule e exige leitura atenta.

Os valores de exercício nesta unidade são rotineiramente exagerados, e a razão é aritmética e não desonestidade. Uma máquina que anuncia 300 quilocalorias por meia hora conta em geral o dispêndio bruto, incluindo o que o corpo teria queimado sentado, pelo que o acréscimo atribuível ao exercício é menor. Os três macronutrientes diferem além disso acentuadamente: a gordura fornece cerca de 9 quilocalorias por grama contra 4 da proteína e do hidrato de carbono, e o álcool fica entre ambos com 7, razão por que uma pequena mudança no teor de gordura de um alimento move tanto o seu valor. Compreender esses dois pontos dissipa quase toda a confusão que a unidade causa no dia a dia.

Uma quilocaloria equivale a 1000 calorias, a 4184 joules ou a cerca de 1,162 watt-horas.