eV - elettronvolt

In quest'articolo parleremo dell'elettronvol, unità di misura del lavoro e dell'energia indicata con il simbolo eV.

 

Dopo aver visto la definizione di elettronvolt vedremo come si converte l'eV in altre unità di misura del lavoro, dell'energia e del calore; in parole povere mostreremo come svolgere le equivalenze con l'elettronvolt.

 

Definizione di elettronvolt

 

L'elettronvolt (simbolo eV) è definito come il lavoro compiuto da un elettrone per attraversare una differenza di potenziale di 1 volt.

 

Per essere ancor più precisi, 1 eV è l'energia guadagnata o persa dalla carica elettrica di un singolo elettrone quando, muovendosi nel vuoto, attraversa una differenza di potenziale di 1 volt; ossia 1 eV è 1 volt moltiplicato per la carica elettrica dell'elettrone.

 

Poiché 1 volt equivale ad 1 joule diviso coulomb e la carica elettrica dell'elettrone è 1,602176565×10-19 coulomb, abbiamo

 

1 \mbox{ eV } = 1 \ \frac{\mbox{J}}{\mbox{C}} \times (1,602176565 \times 10^{-19}) \mbox{ C }\ = \ 1,602176565 \times 10^{-19}\mbox{ J}

 

quindi

 

1 \mbox{ eV }=\ 1,602176565 \times 10^{-19}\mbox{ J}

 

Se ricordate 1 joule equivale al lavoro compiuto per sollevare una massa di circa 100 grammi opponendosi alla forza di gravità terrestre, e poiché 1 eV è dell'ordine di 10-19 joule, capirete bene che 1 elettronvolt corrisponde ad una quantità di energia molto, molto piccola, ragion per cui è un'unità di misura utilizzata in campo atomico e subatomico.

 

Multipli dell'elettronvolt

 

Oltre all'elettronvolt sono molto usati i seguenti multipli dell'eV:

 

keV = 103 eV

 

Mev = 106 eV

 

GeV = 109 eV

 

TeV = 1012 eV

 

i quali vengono definiti utilizzando gli stessi prefissi del Sistema Internazionale (k per kilo, M per mega, G per giga e T per tera) ma che vengono letti così come si scrivono (ad esempio TeV si legge tev e non teraelettronvolt).

 

Convertire l'elttronvolt in altre unità di misura

 

Per svolgere le equivalenze con l'eV, ossia per convertire l'elettronvolt in altre unità di misura del lavoro, dell'energia o del calore, basta passare dall'elettronvolt al joule moltiplicando per 1,602176565×10-19, per poi convertire il joule nella nuova unità di misura ricordando gli specifici fattori di conversione che elenchiamo qui di seguito

 

 

1 joule = 107 erg

 

1 joule ≈ 0,239 calorie (cal)

 

1 joule ≈ 2,78×10-7 chilowattora (kWh)

 

1 joule = 1 watt · secondo (W·s)

 

1 joule = 1 Pascal · metro cubo (Pa·m3)

 

 

Esempi di conversione con l'elettronvolt

 

 

1) A quanti erg (unità di misura del lavoro del sistema cgs) corrisponde 1 eV?

 

Per rispondere, dopo aver convertito 2 elettronvolt in joule, passiamo dai joule agli erg moltiplicando per 107. Avremo quindi

 

\\ 2 \mbox{ eV } = \ 2 \times (1,602176565 \times 10^{-19}) \mbox{ J} = \ 3,20435313 \times 10^{-19} \mbox{ J} \\ \\ 3,20435313 \times 10^{-19}\mbox{ J} = \ [(3,20435313 \times 10^{-19}\mbox{ J}) \times 10^{7}] \mbox{ erg } = \ 3,20435313 \times 10^{-12} \mbox{ erg}

 

 

2) 1 eV = ...... Wh

 

Ricordando che Wh è il simbolo per i wattora, e che 1 wattora equivale a 10-3 chilowattora (kWh), per sapere a quanti wattora equivale 1 elettronvolt dobbiamo semplicemente convertire 1,602176565×10-19 J in chilowattora, per poi passare dai kWh ai wattora moltiplicando per 103.

 

Più semplice a farsi che a dirsi!

 

\\ 1 \mbox{ eV } = \ 1,602176565 \times 10^{-19} \mbox{ J } \simeq \\ \\ \simeq \ [(1,602176565 \times 10^{-19}) \times (2,78 \times 10^{-7})] \mbox{ kWh } = \ 4,4540508507 \times 10^{-26} \mbox{ kWh }= \\ = \ 4,4540508507 \times 10^{-23} \mbox{ Wh}

 

 

Per un ripasso sulle equivalenze basta un click sul link precendente. ;)

 

 

Buon proseguimento su YouMath,

Giuseppe Carichino (Galois)

 

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