La energía se define a través del trabajo , por lo que la unidad de energía del SI es la misma que la unidad de trabajo: el julio (J), llamada así en honor a James Prescott Joule [1] y sus experimentos sobre el equivalente mecánico del calor . En términos un poco más fundamentales,1 julio equivale a 1 newton metro y, en términos de unidades básicas del SI
Una unidad de energía que se utiliza en física atómica , física de partículas y física de alta energía es el electronvoltio (eV). Un eV es equivalente a1,602 176 634 × 10 −19 J . [2]
En espectroscopia , la unidad cm −1 ≈Se utiliza 0,000 123 9842 eV para representar energía, ya que la energía es inversamente proporcional a la longitud de onda según la ecuación .
En las discusiones sobre la producción y el consumo de energía, a menudo se utilizan las unidades barril equivalente de petróleo y tonelada equivalente de petróleo .
Las unidades imperiales británicas y las unidades habituales en Estados Unidos para la energía y el trabajo incluyen la libra-pie fuerza (1,3558 J), la unidad térmica británica (BTU), que tiene varios valores en la región de 1055 J, el caballo de fuerza -hora (2,6845 MJ) y el equivalente en galón de gasolina (aproximadamente 120 MJ).
La tabla ilustra la amplia gama de magnitudes entre las unidades convencionales de energía. Por ejemplo, 1 BTU equivale a unos 1.000 julios y hay una diferencia de 25 órdenes de magnitud entre un kilovatio-hora y un electrón-voltio.
Una unidad de energía eléctrica, particularmente para las facturas de servicios públicos, es el kilovatio-hora (kWh); [3] un kilovatio-hora es equivalente a3,6 megajulios . El consumo de electricidad suele expresarse en unidades de kilovatios-hora por año u otros períodos. [4] Se trata de una medida del consumo medio de energía , es decir, la velocidad media a la que se transfiere la energía. Un kilovatio-hora al año equivale aproximadamente a 0,11 vatios.
El gas natural se vende a menudo en unidades de contenido energético o por volumen. Las unidades habituales para la venta por contenido energético son julios o termias . Una termia equivale a unos 1.055 megajulios. Las unidades habituales para la venta por volumen son metros cúbicos o pies cúbicos. El gas natural en los EE. UU. se vende en termias o 100 pies cúbicos (100 ft 3 ). En Australia, el gas natural se vende en metros cúbicos. Un metro cúbico contiene unos 38 megajulios. En la mayor parte del mundo, el gas natural se vende en gigajulios.
La caloría se define como la cantidad de energía térmica necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua en 1 grado Celsius , desde una temperatura de14,5 °C , a una presión de1 atm . Para la termoquímica una caloría deSe utiliza 4,184 J , pero también se han definido otras calorías, como la caloría de la Tabla Internacional de Vapor de4,1868 J. En muchas regiones, la energía alimentaria se mide en calorías grandes (una caloría grande es una kilocaloría, igual a1000 calorías ), a veces escritas con mayúscula como Calorías . En la Unión Europea, es obligatorio indicar el valor energético de los alimentos en julios, a menudo con las calorías como información complementaria.
En física y química, es común medir la energía en la escala atómica en las unidades no pertenecientes al SI, pero convenientes, electronvoltios (eV). 1 eV es equivalente a la energía cinética adquirida por un electrón al pasar a través de una diferencia de potencial de 1 voltio en el vacío. Es común usar los prefijos de magnitud del SI (por ejemplo, mili-, mega-, etc.) con electronvoltios. Debido a la equivalencia relativista entre masa y energía , el eV también se usa a veces como una unidad de masa. El Hartree (la unidad atómica de energía) se usa comúnmente en el campo de la química computacional ya que tales unidades surgen directamente de los algoritmos de cálculo sin necesidad de conversión. Históricamente se han utilizado unidades Rydberg .
En espectroscopia y campos relacionados, es común medir los niveles de energía en unidades de centímetros recíprocos . Estas unidades (cm −1 ) no son, en sentido estricto, unidades de energía, sino unidades proporcionales a las energías, siendo la constante de proporcionalidad. [5]
Un gramo de TNT libera entre 4.100 y 4.600 julios (980 a 1.100 calorías ) al explotar. Para definir la tonelada de TNT , se estandarizó a 1 kilocaloría (4.184 julios), lo que da un valor de 4,184 gigajulios (1.000 millones de calorías) para la tonelada de TNT. [6]
{{cite book}}: |work=ignorado ( ayuda )