Conversão de Milijoules para Nanojoules

Informações sobre o Milijoule (mJ)

O milijoule é uma unidade de energia igual a um milésimo de joule, ou seja, 0,001 joules. O seu símbolo é mJ. É a primeira unidade, a descer a partir do joule, em que o corpo humano deixa de sentir o que acontece, e por isso aparece onde quer que uma pequena quantidade de energia tenha de ser libertada de propósito e com precisão.

A mecânica corrente alcança-a sem esforço. Um clipe de um grama, largado de um metro, chega com cerca de dez milijoules. Carregar numa tecla exige dois ou três, virar uma página bastante menos, e a faísca que salta de um puxador num dia seco leva entre um e dez. Este último valor situa-se mais ou menos no limiar da sensação, o que faz do milijoule a menor energia que uma pessoa nota habitualmente sem que lho digam.

A proteção contra explosões escreve-se aqui. A energia mínima de ignição do metano no ar ronda os 0,28 milijoules e a do propano os 0,25, ao passo que as nuvens de farinha, açúcar ou pó metálico exigem dezenas de milijoules. As normas para zonas perigosas fixam a energia armazenada admissível de um circuito face a esses valores, de modo que todo o edifício da segurança intrínseca assenta em grandezas desta ordem e não no que um voltímetro mostra.

Os lasers médicos e industriais classificam-se em milijoules por impulso. Um laser de comutação de Q usado para apagar tatuagens ou para litotrícia entrega algumas centenas de milijoules em poucos nanossegundos, e essa brevidade extrema é o que converte uma energia modesta numa potência de pico de megawatts. A capsulotomia oftálmica usa alguns milijoules, e os aparelhos de dermatologia doseiam-se na mesma unidade porque o que determina o efeito no tecido é a dose por impulso e não a sessão.

As pequenas grandezas elétricas e acústicas caem também aqui. Um ponteiro laser de um milliwatt emite um milijoule por segundo. Uma pessoa a falar alto irradia cerca de um milijoule de som por segundo, e o sinalizador de um detetor de fumo vários. Um condensador de um microfarad carregado a cinquenta volts guarda 1,25 milijoules, que é o tipo de valor impresso em circuitos de flash, módulos de ignição e obturadores de máquina fotográfica.

Acima toma o lugar o joule e os efeitos tornam-se claramente mecânicos; abaixo toma o lugar o microjoule e os efeitos tornam-se invisíveis. Isso faz do milijoule a fronteira prática da perceção, e explica por que os limites de segurança, os limiares de sensibilidade e as especificações de dose param tantas vezes em três casas decimais em vez de descerem mais.

Um milijoule equivale a 0,001 joules, a cerca de 0,000239 calorias ou a cerca de 0,000000278 watt-horas.

Informações sobre o Nanojoule (nJ)

O nanojoule é uma unidade de energia igual a um mil milionésimo de joule, ou seja, 0,000000001 joules. O seu símbolo é nJ. Marca o ponto em que a mecânica cede lugar à ótica e à eletrónica: pouco de mais para mover o que quer que o olho veja, e ainda assim muito grande face à energia que uma só partícula transporta. Quase toda a quantidade escrita em nanojoules sai de um instrumento e não da experiência corrente.

A luz dá a imagem mais clara da escala. Um fotão de luz verde transporta cerca de 3,6 × 10⁻¹⁹ joules, pelo que um nanojoule corresponde a uns 2,8 mil milhões desses fotões a chegar em conjunto. Perante o calor é ainda maior: a energia térmica média de uma só molécula à temperatura ambiente ronda os 4 × 10⁻²¹ joules, o que coloca o nanojoule cerca de 240 mil milhões de vezes acima. A unidade fica assim muito acima do mundo quântico e muito abaixo do mecânico.

Os lasers pulsados são onde ganha o seu lugar. O oscilador de um microscópio de dois fotões entrega impulsos de alguns nanojoules a oitenta milhões de impulsos por segundo, o que dá em média algumas centenas de milliwatts de potência de feixe. Os lasers de fibra, os tomógrafos de coerência ótica e os telémetros de tempo de voo especificam-se do mesmo modo, porque o que danifica uma amostra ou devolve um eco aproveitável é a energia de cada impulso e não a potência média espalhada pelo segundo.

A eletrónica digital mede-se por baixo face ao nanojoule. Uma única comutação dentro de um processador custa femtojoules e um acesso à memória alguns picojoules, pelo que um nanojoule paga centenas de leituras ou milhões de operações lógicas. O projeto de recolha de energia inverte o quadro: uma célula fotovoltaica de interior, um captador piezoelétrico ou uma antena de radiofrequência podem reunir apenas alguns nanojoules por segundo, e todo o ofício do consumo mínimo consiste em encaixar trabalho útil dentro desse orçamento.

Os objetos comuns chegam a esta escala apenas quando são muito pequenos ou mal se movem. Um grão de areia de um miligrama a cair um décimo de milímetro liberta cerca de um nanojoule. Levantar um só cabelo a largura de si mesmo custa menos do que isso. Nada numa cozinha ou numa oficina é alguma vez contado em nanojoules, e é por isso mesmo que a unidade pertence aos laboratórios, aos catálogos de lasers e às folhas de dados, e não às faturas nem aos rótulos.

Na escrita, o prefixo compete com a notação científica. Os artigos de física imprimem quase sempre 10⁻⁹ J e seguem em frente, ao passo que os fabricantes de instrumentos escrevem nJ porque cabe numa linha de especificação e se lê sem contas. Ambas as formas dizem a mesma quantidade, e a escolha diz mais sobre o leitor previsto do que sobre a medição. Quando uma tabela mistura energias de impulso ao longo de várias décadas, as formas com prefixo comparam-se em geral melhor de relance.

Um nanojoule equivale a 0,000000001 joules, a cerca de 6,24 × 10⁹ eletrão-volts ou a cerca de 2,78 × 10⁻¹³ watt-horas.