Conversão de Joules para Watts-hora

Informações sobre o Joule (J)

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.

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.