| Kilojoule (kJ) | Nanojoule (nJ) |
|---|---|
| 1 Kilojoule | 1000000000000 nJ |
| 2 Kilojoule | 2000000000000 nJ |
| 3 Kilojoule | 3000000000000 nJ |
| 4 Kilojoule | 4000000000000 nJ |
| 5 Kilojoule | 5000000000000 nJ |
| 10 Kilojoule | 10000000000000 nJ |
| 20 Kilojoule | 20000000000000 nJ |
| 25 Kilojoule | 25000000000000 nJ |
| 50 Kilojoule | 50000000000000 nJ |
| 100 Kilojoule | 100000000000000 nJ |
| Referens | Kilojoule (kJ) | Nanojoule (nJ) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 4.184 kJ | 4.184 × 1012 nJ |
| An AA alkaline battery | 10 kJ | 1 × 1013 nJ |
| Daily adult food intake | 8368 kJ | 8.368 × 1015 nJ |
| One unit on an electricity bill | 3600 kJ | 3.6 × 1015 nJ |
| A lightning strike | 1000000 kJ | 1 × 1018 nJ |
Kilojoulen är en energienhet som motsvarar 1000 joule. Beteckningen är kJ. Den är näringsdeklarationens arbetsenhet i större delen av världen utanför Nordamerika, och den naturliga skalan för kemiska reaktioner, mekaniska stötar och små mängder lagrad energi.
Livsmedelsmärkningen är där de flesta möter den. Europeiska unionens regler kräver att energin anges i kilojoule med kilokalorier bredvid, och Australien och Nya Zeeland använder enbart kilojoule. En brödskiva innehåller ungefär 300 kilojoule, en banan omkring 400, och dagsbehoven ligger mellan omkring 8000 och 10 500. Talen överstiger motsvarigheterna i kilokalorier med faktorn 4,184, och därför förväxlas de två skalorna sällan när de ses bredvid varandra.
Kemin har tagit den till sig helt. Reaktionsentalpier, bindningsdissociationsenergier, gitterenergier och aktiveringsbarriärer tabuleras i kilojoule per mol, och talen hamnar bekvämt: att bryta en vanlig enkel kovalent bindning kostar mellan 150 och 500 kilojoule per mol, och förbränning av metan frigör 890.
Mekaniska stötar ligger på samma skala. En bil i 50 kilometer i timmen bär omkring 150 kilojoule rörelseenergi per ton, en gevärskula några få, och en boxares slag ungefär en. Standarder för skyddsutrustning anger i kilojoule den energi en hjälm eller ett räcke måste ta upp, och det är det som gör klassningarna jämförbara mellan konstruktioner.
Enheten beskriver också lagrad energi i apparater som är för små för kilowattimmar. Kondensatorn i en kamerablixt rymmer några kilojoule, en defibrillatorurladdning ligger kring 0,2, och ett arbetsslag hos ett tryckluftsverktyg förbrukar en handfull. Fysiologin använder den för rörelsens energikostnad, där en trappa upp kostar en människa omkring 20 kilojoule.
Dess främsta konkurrent i allmänt bruk är kilokalorin, som lever kvar i USA och i talspråket nästan överallt. Där båda förekommer är kilojoulen den som ansluter till resten av fysiken utan omräkningsfaktor.
Materialprovningen brukar enheten på ett eget sätt. Charpyprovet låter en tyngdbelastad pendel falla mot en anvisad stav och anger den energi som gick åt att bryta den, för stål vid rumsvärme oftast några tiotal joule, men skarpt fallande när temperaturen sjunker. Att rita den energin mot temperaturen visar övergången från seg till spröd, den punkt där en metall upphör att böja sig och börjar splittras. Utredningen av de Libertyfartyg som bröts itu i det kalla Atlanten under andra världskriget vilade just på denna mätning, och nutida stålkrav anger fortfarande en minsta upptagen energi vid en angiven temperatur.
En kilojoule motsvarar 1000 joule, ungefär 239 kalorier eller cirka 0,278 wattimmar.
Nanojoulen är en energienhet som motsvarar en miljarddels joule, alltså 0,000000001 joule. Beteckningen är nJ. Den markerar punkten där mekaniken lämnar plats åt optiken och elektroniken: alldeles för lite för att flytta något ögat kan se, och ändå mycket stort jämfört med energin hos en enda partikel. Nästan varje storhet som skrivs i nanojoule kommer från ett instrument och inte från vardagen.
Ljuset ger den tydligaste bilden av skalan. En foton grönt ljus bär omkring 3,6 × 10⁻¹⁹ joule, så en nanojoule motsvarar ungefär 2,8 miljarder sådana fotoner som anländer tillsammans. Mot värmen är den större ändå: den genomsnittliga värmeenergin hos en enda molekyl vid rumstemperatur är omkring 4 × 10⁻²¹ joule, vilket placerar nanojoulen cirka 240 miljarder gånger högre. Enheten ligger alltså långt över kvantvärlden och långt under den mekaniska.
Pulsade lasrar är där den gör nytta. Oscillatorn i ett tvåfotonmikroskop levererar pulser på några nanojoule vid åttio miljoner pulser i sekunden, vilket i medeltal blir några hundra milliwatt stråleffekt. Fiberlasrar, optiska koherenstomografer och avståndsmätare med flygtid anges på samma sätt, eftersom det som skadar ett prov eller ger ett användbart eko är energin i varje puls, inte medeleffekten utspridd över sekunden.
Digital elektronik mäts mot nanojoulen underifrån. En enda omkoppling inne i en processor kostar femtojoule och en minnesåtkomst några pikojoule, så en nanojoule betalar hundratals läsningar eller miljontals logiska operationer. Konstruktion för energiskörd vänder på bilden: en solcell för inomhusbruk, en piezoelektrisk givare eller en radioantenn kan samla in bara några nanojoule i sekunden, och hela hantverket med extremt låg förbrukning består i att få in nyttigt arbete i den budgeten.
Vanliga föremål når skalan bara när de är mycket små eller knappt rörs. Ett sandkorn på ett milligram som faller en tiondels millimeter frigör ungefär en nanojoule. Att lyfta ett enda hårstrå sin egen bredd kostar mindre än så. Ingenting i ett kök eller en verkstad räknas någonsin i nanojoule, och just därför hör enheten hemma i laboratorier, laserkataloger och datablad, inte på fakturor och etiketter.
I skrift tävlar prefixet med potensskrivningen. Fysikartiklar trycker oftast 10⁻⁹ J och går vidare, medan instrumenttillverkare skriver nJ eftersom det får plats på en specifikationsrad och läses utan räkning. Båda formerna säger samma storhet, och valet säger mer om den tänkta läsaren än om mätningen. När en tabell blandar pulsenergier över flera dekader är prefixformerna i regel lättare att jämföra med en blick.
En nanojoule motsvarar 0,000000001 joule, ungefär 6,24 × 10⁹ elektronvolt eller cirka 2,78 × 10⁻¹³ wattimmar.