| Referência | Joules (J) | Hectojoules (hJ) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 4184 J | 41.84 hJ |
| An AA alkaline battery | 10000 J | 100 hJ |
| Daily adult food intake | 8368000 J | 83680 hJ |
| One unit on an electricity bill | 3600000 J | 36000 hJ |
| A lightning strike | 1 × 109 J | 10000000 hJ |
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 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.