Qual é a relação entre um joule e um elétron-volt?

Escrito por meg kramer | Traduzido por daniela miyano
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Qual é a relação entre um joule e um elétron-volt?
Tanto o joule quanto o elétron-volt são unidades que medem energia (Medioimages/Photodisc/Photodisc/Getty Images)

O joule é a unidade padrão internacional de energia, como determinado pelo Sistema Internacional de Unidades, mas assim como você pode medir a distância em centímetros, metros ou quilômetros, existem diferentes maneiras de se medir a energia. Os físicos definem "energia" como a capacidade de realizar trabalho. Quando esse trabalho é realizado em uma escala bem pequena, como na física atômica, os cientistas utilizam o elétron-volt para medi-lo.

Formas de energia

A definição de "energia" como sendo a capacidade de realizar trabalho parece simples, mas se torna mais complicada pelo fato de que essa habilidade existe de várias formas diferentes. A energia cinética é a energia do movimento, enquanto que a energia potencial indica a energia armazenada, como uma rocha no topo de um penhasco — quando ela cair, sua energia potencial será convertida em energia cinética.

Joules

O joule — uma unidade de energia em homenagem ao físico britânico do século XIX James Prescott Joule — é abreviada com a letra maiúscula "J". É a quantidade de energia utilizada para levantar um objeto de uma libra (453,6 g), a 22,9 cm acima do ponto de partida, e requer aproximadamente dois milhões de vezes essa quantidade para fazer uma jarra de café, explica o website Energy Quest. Os joules também medem energia potencial, como a armazenada em baterias ou alimentos.

Elétron-volt

Enquanto joules expressam energia em uma escala humana, o elétron-volt mede a energia em uma escala normalmente observada apenas por cientistas. Um elétron volt, ou eV, equivale a 1,602 vezes 10^-19 joules, ou a energia que um elétron ganha ao se mover por uma diferença de potencial de um volt. Por medir precisamente tais quantidades pequenas de energia, o elétron-volt é a unidade de escolha para as físicas nuclear e atômica.

Elétron-volt e massa

A Teoria Especial da Relatividade de Albert Einstein celebremente descreve a relação entre energia e massa com a fórmula E= mc², que dita que a energia equivale à massa multiplicada pela velocidade da luz ao quadrado, significando que a massa pode ser convertida em energia, e vice-versa. Como energia e massa são equivalentes, físicos utilizam o elétron-volt, uma unidade de energia, para medir a massa de partículas atômicas, ao invés de utilizar as unidades tradicionais de massa, como o quilograma.

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