| Elektronvolt (eV) | Kalorier (cal) |
|---|---|
| 1 Elektronvolt | 3.82929405832 × 10-20 cal |
| 2 Elektronvolt | 7.65858811663 × 10-20 cal |
| 3 Elektronvolt | 1.1487882175 × 10-19 cal |
| 4 Elektronvolt | 1.53171762333 × 10-19 cal |
| 5 Elektronvolt | 1.91464702916 × 10-19 cal |
| 10 Elektronvolt | 3.82929405832 × 10-19 cal |
| 20 Elektronvolt | 7.65858811663 × 10-19 cal |
| 25 Elektronvolt | 9.57323514579 × 10-19 cal |
| 50 Elektronvolt | 1.91464702916 × 10-18 cal |
| 100 Elektronvolt | 3.82929405832 × 10-18 cal |
| Referens | Elektronvolt (eV) | Kalorier (cal) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 2.61145 × 1022 eV | 1000 cal |
| An AA alkaline battery | 6.24151 × 1022 eV | 2390.06 cal |
| Daily adult food intake | 5.22289 × 1025 eV | 2000000 cal |
| One unit on an electricity bill | 2.24694 × 1025 eV | 860421 cal |
| A lightning strike | 6.24151 × 1027 eV | 239005736 cal |
Elektronvolten är en energienhet som motsvarar det arbete som uträttas på en enda elektron då den passerar en potentialskillnad på en volt. Beteckningen är eV. Sedan SI-omdefinieringen 2019 har den ett exakt värde, 1,602176634 gånger tio upphöjt till minus nitton joule, eftersom elementarladdningen numera är en definierad konstant.
Den finns därför att joulen är hopplöst stor för atomernas värld. En enda synlig foton bär mellan ungefär 1,6 och 3,3 elektronvolt, och att uttrycka det i joule kräver nitton inledande nollor. Att räkna i elektronvolt låter en fysiker ange energin hos en kemisk bindning, en atomär övergång eller en subatomär kollision som ett tal mellan ett och några få, vilket är vad en enhet ska göra.
Skalan ordnar hela discipliner. Kemin bor vid några elektronvolt, energin hos bindningar och hos de synliga och ultravioletta fotoner som bryter dem. Röntgenstrålning upptar kiloelektronvolt. Kärnfysiken arbetar i megaelektronvolt, bindningsenergiernas och det radioaktiva sönderfallets skala. Partikelfysiken använder gigaelektronvolt, där protonens vilomassa är 0,938, och teraelektronvolt vid den stora hadronkollideraren, vars protoner bär 6,8 var.
Massa anges i samma enhet via massa-energisambandet. En partikels vilomassa ges i elektronvolt dividerat med ljushastigheten i kvadrat, och fysiker utelämnar rutinmässigt nämnaren och säger helt enkelt att elektronen är 511 kiloelektronvolt. Higgsbosonen är 125 gigaelektronvolt enligt samma konvention.
Halvledartekniken hänger på den. Det bandgap som avgör hur ett material beter sig elektriskt och optiskt är en energi i elektronvolt: omkring 1,1 för kisel, 3,4 för galliumnitrid, och detta enda tal avgör om en komponent blir en solcell, en transistor eller en blå lysdiod.
Astronomin ärver konventionen för högenergetiska fotoner, så gammateleskop rapporterar sina observationer i gigaelektronvolt och teraelektronvolt i stället för i våglängder.
Partikelacceleratorer bär namn efter de energier de når, vilket är varför deras namn följer prefixen. Cockcroft och Waltons maskin, som först klöv en atomkärna 1932, arbetade vid några hundra kiloelektronvolt; Bevatronen på femtiotalet nådde miljarder och fann antiprotonen; och den stora hadronkollideraren för protoner till 6,8 teraelektronvolt vardera. Den kosmiska strålningen sätter allt detta i perspektiv genom att anlända med energier upp till 10 upphöjt till tjugo elektronvolt, tiotals miljoner gånger mer än någon maskin kan alstra, om än bara en handfull sådana partiklar träffar Jorden på ett sekel per kvadratkilometer.
En elektronvolt motsvarar ungefär 1,602 gånger tio upphöjt till minus nitton joule, eller ungefär 3,83 gånger tio upphöjt till minus tjugo kalorier.
Kalorin är en energienhet som motsvarar 4,184 joule. Beteckningen är cal. Den definierades ursprungligen som den värme som behövs för att höja temperaturen hos ett gram vatten med en grad Celsius, och den är ingen SI-enhet, även om den lever kvar nästan överallt där mat och värme diskuteras.
Den ursprungliga definitionen var besvärlig eftersom svaret beror av starttemperaturen. Vatten kräver något mer värme för att stiga från 14,5 till 15,5 grader än från 19,5 till 20,5, och därför fanns flera konkurrerande kalorier: femtongraderskalorin, medelkalorin och kalorin i de internationella ångtabellerna, bland andra. Den termokemiska kalori som nu används definieras helt enkelt som exakt 4,184 joule, vilket kapar bandet till vatten helt och gör slut på tvetydigheten.
Den större förvirringen rör storleksordningen. Den kalori som står tryckt på livsmedelsförpackningar i USA är inte alls denna enhet utan kilokalorin, tusen gånger större, ibland skild genom ett stort C. Ett kex som anges innehålla sextio kalorier innehåller i själva verket sextiotusen av den enhet som beskrivs här. Bruket sitter djupt och lär inte ändras, så näringssiffror och fysikaliska siffror måste läsas i olika register.
Kemin behöll kalorin långt efter att fysiken gått vidare. Reaktionsentalpier, bindningsenergier och bildningsvärmen tabulerades i kilokalorier per mol under större delen av nittonhundratalet, och äldre litteratur liksom vissa nutida amerikanska läroböcker gör det alltjämt. Motsvarande SI-tal i kilojoule per mol är större med faktorn 4,184, och att läsa fel på vilket som avses ger fel som ser rimliga ut.
Näringsläran använder den eftersom människans energibalans råkar ligga på en bekväm skala i kilokalorier, med ett dagsbehov kring tvåtusen. I joule blir samma tal ungefär åtta och en halv miljon, vilket är riktigt men svårare att hantera i huvudet.
Luftkonditionering och kyla anges i vissa länder fortfarande i kilokalorier per timme, och bränslens värmevärden står i kalorier per gram i äldre tekniska tabeller.
En kalori motsvarar exakt 4,184 joule, 0,001 kilokalorier eller ungefär 0,00116 wattimmar.