Qué es Electronvoltio (unidad eV) – Unidad de energía – Definición

Unidades de energía

La energía generalmente se define como el potencial para hacer trabajo o producir calor. Esta definición hace que la unidad SI para la energía sea la misma que la unidad de trabajo: el joule (J) . Joule es una unidad de energía derivada y lleva el nombre en honor de James Prescott Joule y sus experimentos sobre el equivalente mecánico del calor. En términos más fundamentales, 1 julio es igual a:

1 J = 1 kg.m ² / s ²

Dado que la energía es una cantidad física fundamental y se usa en varias ramas físicas y de ingeniería, hay muchas unidades de energía en física e ingeniería.

• Joule (unidad: J)
• Calorías (unidad: cal)
• Unidad Térmica Britich (unidad: BTU)
• Fuerza pie-libra (unidad: ft.lbf)
• Kilovatio-hora (unidad: kWh)
• Megavatio-día (unidad: MWd)
• Electronvoltio (unidad: eV)

Electronvoltio (unidad: eV)

Electronvoltio (unidad: eV) . Los electronvoltios son una unidad tradicional de energía, particularmente en física atómica y nuclear . Electronvolt es igual a la energía obtenida por un solo electrón cuando se acelera a través de 1 voltio de diferencia de potencial eléctrico . El trabajo realizado sobre la carga está dada por los tiempos de carga la diferencia de voltaje, por lo tanto el trabajo W en electrones es: W = qV = (1,6 x 10 ^-19 C) x (1 J / C) = 1,6 x 10 ^-19 J . Como se trata de una unidad muy pequeña, es más conveniente utilizar múltiplos de electronvoltios: kiloelectrvoltios (keV), megaelectrvoltios (MeV), gigavoltios (GeV), etc. Desde que Albert Einstein demostró quemasa y energía son equivalentes y convertibles una en la otra, el electronvoltio es también una unidad de masa. Es común en la física de partículas, donde las unidades de masa y energía a menudo se intercambian, expresar la masa en unidades de eV / c ² , donde c es la velocidad de la luz en el vacío (de E = mc ² ). Por ejemplo, se puede decir que el protón tiene una masa de 938.3 MeV , aunque estrictamente hablando debería ser 938.3 MeV / c ² . Para otro ejemplo, una aniquilación electrón-positrón ocurre cuando un electrón cargado negativamente y un positrón cargado positivamente (cada uno con una masa de 0.511 MeV / c ²) chocar. Cuando un electrón y un positrón chocan, se aniquilan dando como resultado la conversión completa de su masa en reposo en energía pura (de acuerdo con la fórmula E = mc ² ) en forma de dos rayos gamma (fotones) de 0.511 MeV opuestos .

e ^– + e ⁺ → γ + γ (2x 0.511 MeV)

• 1 eV = 1,603 x 10 ^-19 J
• 1 eV = 3.83 x ^10-20 cal
• 1 eV = 1.52 x 10 ^-22 BTU

Ejemplo de energías en electronvoltios

• Los neutrones térmicos son neutrones en equilibrio térmico con un medio circundante de temperatura 290K (17 ° C o 62 ° F) . La energía más probable a 17 ° C (62 ° F) para la distribución Maxwelliana es 0.025 eV (~ 2 km / s).
• La energía térmica de una molécula está a temperatura ambiente aproximadamente 0.04 eV .
• Aproximadamente 1 eV corresponde a un fotón infrarrojo de longitud de onda de 1240 nm.
• Los fotones de luz visible tienen energías en el rango 1.65 eV (rojo) – 3.26 eV (violeta).
• La primera resonancia en la reacción n + ²³⁸ U es a 6.67 eV (energía del neutrón incidente), que corresponde al primer nivel virtual en ²³⁹ U , tiene un ancho total de solo 0.027 eV, y la vida media de este estado es 2.4 × 10 ^-14 s.
• La energía de ionización del hidrógeno atómico es de 13,6 eV .
• El carbono 14 se desintegra en nitrógeno 14 a través de la desintegración beta (desintegración beta pura). Las partículas beta emitidas tienen una energía máxima de 156 keV, mientras que su energía media ponderada es de 49 keV .
• Los fotones de rayos X médicos de diagnóstico de alta energía tienen energías cinéticas de aproximadamente 200 keV.
• El talio 208, que es uno de los nucleidos en la cadena de descomposición de ²³² U , emite rayos gamma de 2.6 MeV que son muy enérgicos y altamente penetrantes.
• La energía cinética típica de la partícula alfa de la desintegración radiactiva es de aproximadamente 5 MeV . Es causado por el mecanismo de su producción.
• La energía total liberada en un reactor es de aproximadamente 210 MeV por ²³⁵ U de fisión , distribuida como se muestra en la tabla. En un reactor, la energía recuperable promedio por fisión es de aproximadamente 200 MeV , siendo la energía total menos la energía de la energía de los antineutrinos que se irradian.
• El rayo cósmico puede tener energías de 1 MeV – 1000 TeV .