elettronvolt - eV

L'elettronvolt, indicato con il simbolo eV, è un'unità di misura del lavoro e dell'energia usata in Elettromagnetismo e in Chimica; per definizione 1 elettronvolt è il lavoro compiuto da un elettrone per attraversare una differenza di potenziale di 1 volt.

 

In questa lezione parleremo dell'elettronvolt, unità di misura del lavoro e dell'energia che non rientra nel Sistema Internazionale ed indicata con il simbolo eV. Dopo aver visto la definizione di elettronvolt vedremo come convertire l'elettronvolt 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 elettrone quando, muovendosi nel vuoto, attraversa una differenza di potenziale di 1 volt. In altri termini 1 elettronvolt corrisponde al prodotto di 1 volt moltiplicato per la carica elettrica dell'elettrone.

 

Poiché 1 volt equivale ad 1 joule fratto coulomb e la carica 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 di 1 metro opponendosi alla forza di gravità terrestre, e poiché 1 eV è dell'ordine di 10-19 joule, capirete bene che 1 elettronvolt corrisponde a una quantità di energia molto piccola, 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:

 

kiloelettronvolt: keV = 103 eV

 

Megaelettronvolt: Mev = 106 eV

 

Gigaelettronvolt: GeV = 109 eV

 

Teraelettronvolt: 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)

 

 

Volendo riportare i precedenti fattori di conversioni in simboli:

 

1\ J\ =\ 10^7\mbox{ erg}\\ \\ 1\ J\ \simeq\ 0,239\mbox{ cal}\\ \\ 1\ J\ \simeq\ 2,78\cdot 10^{-7}\mbox{ kWh}\\ \\ 1\ J\ =\ 1\mbox{ W}\cdot\mbox{s}\\ \\ 1\ J\ =\ 1\mbox{ Pa}\cdot\mbox{m}^3

 

 

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.

 

\\ 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}

 

 


 

Qui abbiamo finito: per un ripasso sulle equivalenze vi rimandiamo alla pagina del precedente link. PEr il resto ricordate che qui su YM è disponibile un comodo convertitore di unità di misura che potete usare per correggere i risultati dei vostri esercizi e delle conversioni effettuate.

 

 

Buon proseguimento su YouMath,

Giuseppe Carichino (Galois)

 

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