Converter energia

Sobre as unidades

• Joules (J) – O joule é a unidade coerente de energia, trabalho e quantidade de calor do SI: quilograma vezes metro quadrado por segundo ao quadrado, ou seja, o trabalho de uma força de um newton ao longo de um metro. O Quadro Geral de Unidades de Medida o traz entre as unidades do SI, e é nele que a física, a química e a engenharia contam. Um elétron-volt vale 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ joule. A armadilha é o newton-metro: mesma dimensão, mas torque não é energia.
• Quilojoules (kJ) – O quilojoule vale 1000 joules, porque o prefixo quilo vale 10³, e é unidade legal no Brasil como múltiplo decimal do joule. É a segunda unidade da tabela nutricional: a Instrução Normativa 75 da Anvisa manda declarar o valor energético em quilocalorias e em quilojoules, nunca em uma só das duas. Uma quilocaloria vale 4,184 quilojoules, de modo que o número em quilojoules é sempre pouco mais de quatro vezes maior. Uma dieta de referência de 2000 kcal são 8368 kJ.
• Megajoules (MJ) – O megajoule vale um milhão de joules, porque o prefixo mega vale 10⁶, e como múltiplo decimal do joule é unidade legal no Brasil. Serve ao conteúdo energético de combustíveis, aos balanços energéticos e aos dados de alimentos em forma bruta. A referência fácil é que um quilowatt-hora vale exatamente 3,6 megajoules. Duas armadilhas: megajoule e megawatt-hora diferem por um fator 3600, e megajoule por quilo não é megajoule por litro, porque etanol e diesel têm densidades diferentes.
• Calorias (cal) – A caloria não é uma unidade só. A caloria termoquímica vale exatamente 4,184 joules e a da tabela internacional 4,1868 joules; a conversão desta página usa a termoquímica, 0,067 % menor. A caloria não está no Quadro Geral de Unidades de Medida, e a tabela nutricional brasileira declara quilocalorias, nunca calorias. A grande armadilha é o nome: as “calorias” dos alimentos são quilocalorias, mil vezes maiores. Uma banana de 100 calorias tem 100 000 calorias no sentido próprio da unidade.
• Quilocalorias (kcal) – A quilocaloria vale 1000 calorias, ou seja, exatamente 4184 joules com a caloria termoquímica que esta conversão usa. É a unidade que o consumidor realmente lê, e a Instrução Normativa 75 da Anvisa exige o valor energético em quilocalorias e em quilojoules, os dois juntos. Os valores diários de referência partem de uma dieta de 2000 kcal. Nos Estados Unidos a mesma unidade é escrita “Calories”, com C maiúsculo. Entre quilocaloria e caloria há um fator mil.
• Watts-hora (Wh) – O watt-hora é a energia de um watt durante uma hora, exatamente 3600 joules, e como combinação de unidades legais é legal no Brasil. É nele que se rotulam as baterias, e o transporte aéreo se apoia nele: baterias de íon de lítio de até 100 Wh podem ir na cabine, as de mais de 100 até 160 Wh precisam de autorização da companhia, e baterias avulsas e carregadores portáteis nunca vão no porão. Miliampère-hora não basta sem a tensão: 20 000 mAh a 3,7 volts são 74 Wh.
• Quilowatts-hora (kWh) – O quilowatt-hora é a energia de um quilowatt durante uma hora, ou seja, exatamente 3,6 megajoules. Não precisa de definição própria: watt e hora são unidades legais, e a combinação de unidades legais também é legal. É a unidade da conta de luz, e a ANEEL expressa o adicional das bandeiras tarifárias em reais por quilowatt-hora – R$ 0,01885 por kWh na bandeira amarela. A armadilha é kW contra kWh: um é potência, o outro energia. Um megawatt-hora são 1000 quilowatts-hora, não um milhão.
• Megawatts-hora (MWh) – O megawatt-hora vale 1000 quilowatts-hora, exatamente 3,6 gigajoules. É a unidade do atacado de energia: a CCEE calcula o Preço de Liquidação das Diferenças para cada hora e cada submercado em reais por megawatt-hora, e a ANEEL fixa todo ano o piso e o teto, enquanto a conta de luz e as bandeiras tarifárias falam em quilowatt-hora. Um preço de R$ 500 por megawatt-hora são R$ 0,50 por quilowatt-hora. A armadilha é megawatt contra megawatt-hora: potência contra energia.
• BTUs (BTU) – A unidade térmica britânica existe em várias versões, que diferem até 0,5 %. A conversão aqui usa a BTU da tabela internacional, exatamente 1055,055 852 62 joules; a variante termoquímica é 0,067 % menor. É a unidade de energia corrente nos Estados Unidos – um galão de gasolina tem cerca de 120 000 BTUs e um therm exatamente 100 000 – e não está no Quadro Geral de Unidades de Medida. No Brasil ela chega pelo ar-condicionado, e “12 000 BTUs” quer dizer BTUs por hora: uma potência, não uma energia.
• Pés-libra (ft·lb) – O pé-libra-força é o trabalho de uma libra-força ao longo de um pé: cerca de 1,356 joule, valor exato por definição. Fora do Quadro Geral de Unidades de Medida, sobrevive na engenharia americana e na lei de armas britânica: na Inglaterra e no País de Gales, uma carabina de ar comprimido com mais de 12 pés-libra na boca do cano exige licença, e uma pistola de ar acima de 6. São 16,3 e 8,1 joules. A armadilha é a ordem: “ft-lb” é energia, “lb-ft” é torque.
• Elétrons-volt (eV) – O elétron-volt é a energia cinética que um elétron ganha ao atravessar, no vácuo, uma diferença de potencial de um volt. Desde que a carga elementar foi fixada, em 2018, vale exatamente 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ joule; o Quadro Geral de 1988 ainda o dava como aproximado. Com prefixos ele atravessa a física e a medicina: um tubo de raios X a 80 quilovolts produz fótons de no máximo 80 keV, e o LHC do CERN já colidiu prótons a 13,6 TeV. A armadilha: elétron-volt é energia, não tensão.