Мощность бытовых электроприборов
На бытовых электроприборах обычно указана мощность. Некоторые светильники ограничивают мощность лампочек, которые в них можно использовать, например не более 60 ватт. Это сделано потому, что лампы более высокой мощности выделяют много тепла и светильник с патроном могут быть повреждены. Да и сама лампа при высокой температуре в светильнике прослужит недолго. В основном это проблема с лампами накаливания. Светодиодные, люминесцентные и другие лампы обычно работают с меньшей мощностью при одинаковой яркости и, если они используются в светильниках, предназначенных для ламп накаливания, проблем с мощностью не возникает.
Чем больше мощность электроприбора, тем выше потребление энергии, и стоимости использования прибора. Поэтому производители постоянно улучшают электроприборы и лампы. Световой поток ламп, измеряемый в люменах, зависит от мощности, но также и от вида ламп. Чем больше световой поток лампы, тем ярче выглядит ее свет. Для людей важна именно высокая яркость, а не потребляемая ламой мощность, поэтому в последнее время альтернативы лампам накаливания пользуются все большей популярностью. Ниже приведены примеры видов ламп, их мощности и создаваемый ими световой поток.
Десятичные кратные
Распространенные десятичные числа, кратные электронвольту:
- мэВ (миллиэлектронвольт; 10 -3 эВ). Пример: свободная частица имеет в тепловую энергию около 25 мэВ при комнатной температуре
- кэВ (килоэлектронвольт; 10 3 эВ). Так , например, фотон из рентгеновских лучей имеет около 1-250 кэВ
- МэВ (мегаэлектронвольт; 10 6 эВ). Пример: энергия покоя электрона составляет около 0,511 МэВ.
- ГэВ (гигаэлектронвольт; 10 9 эВ). Пример: энергия покоя протона составляет около 0,94 ГэВ.
- ТэВ (тераэлектронвольт; 10 12 эВ). Пример: протоны в Большом адронном коллайдере (LHC) в ЦЕРНе имеют максимальную 6,5 ТэВ.
- ПэВ (петаэлектронвольт; 10 15 эВ). Например, в нейтринной обсерватории высоких энергий IceCube зарегистрированы нейтрино , z. Б. 2,5 ПэВ.
использовать
Как единица измерения энергии
Электрон-вольт используется как «удобная» единица измерения энергии в атомной физике и смежных областях, таких как экспериментальная ядерная физика и физика элементарных частиц . Например, кинетическая энергия, до которой частица приводится в ускорителе частиц, всегда выражается в электрон-вольтах. Удобный, который, таким образом, потому что изменение кинетической энергии каждого в электрическом поле ускоренных частиц от его нагрузки и пройденного напряжение , как можно рассчитать и не зависит от других факторов: масса частицы, длина из путь или точный пространственный профиль напряженности поля не имеет значения.
ΔЭ.родственник{\ displaystyle \ Delta E _ {\ text {kin}}}Q{\ displaystyle Q}U{\ displaystyle U}ΔЭ.родственникзнак равноUQ{\ displaystyle \ Delta E _ {\ text {kin}} = UQ}
Количество заряда свободной наблюдаемой частицы всегда равно элементарному заряду или его целому кратному. Вместо использования элементарного заряда и указания энергии в джоулях изменение кинетической энергии в результате электрического ускорения может быть указано непосредственно в единицах эВ. Формула применима для однозарядных частиц, таких как электроны, протоны и однозарядные ионы ; для β-кратных заряженных частиц применяется соответственно . Например, кинетическая энергия протона изменяется на 100 эВ, когда он пролетает через разность потенциалов 100 В, энергия двухзарядного ядра гелия изменяется на 200 эВ.
е{\ displaystyle e}ΔЭ.родственникзнак равноеU{\ displaystyle \ Delta E _ {\ text {kin}} = e \, U}Z{\ displaystyle Z}ΔЭ.родственникзнак равноZеU{\ displaystyle \ Delta E _ {\ text {kin}} = Ze \, U}
Кинетическая энергия положительно заряженной частицы уменьшается на величину , указанную в , когда пройден напряжение поляризованы таким образом, что электрический потенциал на пути частицы с учетом (просторечии называется « в то время как частицы от плюс до минус ходу»); в противном случае он уменьшается. Для отрицательно заряженных частиц то же самое применимо с противоположным знаком (см., Например, ).
Использование единицы электрон-вольта не ограничивается работой по ускорению заряженных частиц в электрическом поле. Поскольку его порядок величины является благоприятным для атомной и ядерной физики, он часто используется для совершенно разных энергий в микроскопическом масштабе, например, для энергий связи в атомной оболочке или в атомном ядре или для энергии отдельных фотоны .
Как единица массы в физике элементарных частиц
Электрон-вольт также можно использовать как единицу массы частиц. Преобразование массы в энергию осуществляется в соответствии с эквивалентностью массы и энергии . Эта энергия называется энергией покоя .
- Э.знак равномc2⇔мзнак равноЭ.c2{\ Displaystyle E = mc ^ {2} \ quad \ Leftrightarrow \ quad m = {\ dfrac {E} {c ^ {2}}}},
в котором
- Э.{\ displaystyle E} для энергии
- м{\ displaystyle m} для толпы и
- c{\ displaystyle c}обозначает скорость света .
Таким образом, соответствующая единица массы — . Перевод в килограммах:
еVc2{\ Displaystyle \ mathrm {эВ} / с ^ {2}}
- 1еVc2≈1,783⋅10-36kг{\ Displaystyle 1 \, \ mathrm {eV} / c ^ {2} \ приблизительно 1 {,} 783 \ cdot 10 ^ {- 36} \, \ mathrm {кг}}.
Например, масса электрона 9,11 · 10 −31 кг = 511 кэВ / c².
Система «естественных» единиц часто используется в физике элементарных частиц . Это установлено. Таким образом, масса частицы равна ее кинетической энергии. Оба значения обычно выражаются в электрон-вольтах.
cзнак равно1{\ displaystyle c = 1}
Джоуль.
Джоуль – единица измерения работы, энергии и количества теплоты в Международной системе единиц (СИ). Имеет русское обозначение – Дж и международное обозначение – J.
Другие единицы измерения
Джоуль, как единица измерения:
Джоуль – единица измерения работы, энергии и количества теплоты в Международной системе единиц (СИ), названная в честь английского физика Джеймса Прескотта Джоуля.
Джоуль как единица измерения имеет русское обозначение – Дж и международное обозначение – J.
В классической физике джоуль равен работе, совершаемой при перемещении точки приложения силы, равной 1 (одному) ньютону (Н), на расстояние одного метра в направлении действия силы.
Дж = Н · м = кг · м2 / с2.
1 Дж = 1 Н · 1 м = 1 кг · 1 м2 / 1 с2.
В электричестве джоуль означает работу, которую совершают силы электрического поля за 1 секунду при напряжении в 1 вольт (В) для поддержания силы тока в 1 ампер (А). Это энергия, которая выделится за 1 секунду при прохождении тока через проводник силой тока 1 ампер (А) при напряжении 1 вольт (В).
В Международную систему единиц джоуль введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году, одновременно с принятием системы СИ в целом. В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы джоуль пишется со строчной буквы, а её обозначение – с заглавной (Дж). Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях других производных единиц, образованных с использованием джоуля.
В джоулях измеряют выполненную работу, энергию и количество теплоты.
Представление джоуля в других единицах измерения – формулы:
Через основные единицы системы СИ джоуль выражается следующим образом:
Дж = Н · м
Дж = кг · м2 / с2.
Дж = Вт / с.
Дж = А2 · Ом · с.
Дж = В2 · с / Ом.
Дж = Кл · В.
где А – ампер, В – вольт, Дж – джоуль, Кл – кулон, м – метр, Н – ньютон, с – секунда, Вт – ватт, кг – килограмм, Ом – ом.
Перевод в другие единицы измерения:
1 Дж ≈ 6,24151 ⋅ 1018 эВ
1 МДж = 0,277(7) кВт · ч
1 кВт · ч = 3,6 МДж
1 Дж ≈ 0,238846 калориям
1 калория (международная) = 4,1868 Дж
1 килограмм-сила-метр (кгс·м) = 9,80665 Дж
1 Дж ≈ 0,101972 кгс·м
Кратные и дольные единицы:
Кратные и дольные единицы образуются с помощью стандартных приставок СИ.
| Кратные | Дольные | ||||||
| величина | название | обозначение | величина | название | обозначение | ||
| 101 Дж | декаджоуль | даДж | daJ | 10−1 Дж | дециджоуль | дДж | dJ |
| 102 Дж | гектоджоуль | гДж | hJ | 10−2 Дж | сантиджоуль | сДж | cJ |
| 103 Дж | килоджоуль | кДж | kJ | 10−3 Дж | миллиджоуль | мДж | mJ |
| 106 Дж | мегаджоуль | МДж | MJ | 10−6 Дж | микроджоуль | мкДж | µJ |
| 109 Дж | гигаджоуль | ГДж | GJ | 10−9 Дж | наноджоуль | нДж | nJ |
| 1012 Дж | тераджоуль | ТДж | TJ | 10−12 Дж | пикоджоуль | пДж | pJ |
| 1015 Дж | петаджоуль | ПДж | PJ | 10−15 Дж | фемтоджоуль | фДж | fJ |
| 1018 Дж | эксаджоуль | ЭДж | EJ | 10−18 Дж | аттоджоуль | аДж | aJ |
| 1021 Дж | зеттаджоуль | ЗДж | ZJ | 10−21 Дж | зептоджоуль | зДж | zJ |
| 1024 Дж | иоттаджоуль | ИДж | YJ | 10−24 Дж | иоктоджоуль | иДж | yJ |
Интересные примеры:
Дульная энергия пули при выстреле из автомата Калашникова – 2030 Дж.
Энергия, необходимая для нагрева 1 литра воды от 20 до 100 °C, составляет 3,35⋅105 Дж.
Энергия, выделяемая при взрыве 1 тонны тринитротолуола (тротиловый эквивалент), – 4,184⋅109 Дж.
Примечание: Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com
карта сайта
формула энергии закон джоуля ленца можно тепловой 1 м дж джоуль ленц закон равен 2 2 равен единица теплота масса тела сила количество теплоты работа кинетическая энергия в джоулях в секунду 10 5 8 6 20 200 100 виды сколько степени джоулейкилоджоули скорость в джоули в кг килограммы 3 4 джоуля
Коэффициент востребованности
3 492
Полезные советы
Несколько советов, которые могут помочь при расчете мощности тока:
- Убедитесь, что вы знаете значение напряжения: мощность электрического тока вычисляется путем умножения напряжения на ток. Поэтому, чтобы правильно рассчитать мощность, необходимо знать значение напряжения.
- Измерьте ток: используйте амперметр для измерения тока в электрической цепи. Убедитесь, что амперметр подключен правильно и что вы используете правильный диапазон измерений.
- Вычислите мощность: умножьте значение напряжения на значение тока, чтобы получить мощность. Например, если напряжение составляет 220 вольт, а ток — 10 ампер, мощность равна 220 В * 10 А = 2200 Вт.
- Учитывайте мощность потерь: электрические системы могут иметь потери мощности в виде тепла или шума. При расчете мощности учтите такие потери, чтобы получить более точный результат.
- Проверьте единицы измерения: убедитесь, что значения напряжения, тока и мощности измеряются в правильных единицах измерения. Например, напряжение измеряется в вольтах, ток — в амперах, а мощность — в ваттах.
- Используйте правильные формулы: существуют различные формулы для расчета мощности в зависимости от типа цепи. Например, для постоянного тока мощность вычисляется по формуле P = VI, где P — мощность, V — напряжение, а I — ток. Для переменного тока используется другая формула.
- Убедитесь, что электрическая цепь безопасна: прежде чем измерять ток и рассчитывать мощность, убедитесь, что электрическая цепь безопасна. Никогда не работайте с электрическими системами, если вы не знаете, как это делать безопасно.
Вопросы и ответы
А вот несколько ответов на часто задаваемые вопросы про вычисление мощности электрического тока.
Что такое мощность электрического тока?
Мощность электрического тока — это количество электрической энергии, которое передается по проводнику за определенное время. Единицей измерения мощности является ватт (Вт), которая определяется как джоуль (Дж) в секунду.
Как рассчитать мощность электрического тока?
Мощность электрического тока можно рассчитать по формуле P = VI, где P — мощность в ваттах, V — напряжение в вольтах и I — сила тока в амперах.
Как измерить мощность электрического тока?
Мощность электрического тока может быть измерена при помощи специального прибора, называемого ваттметром. Этот прибор подключается к цепи электропитания и измеряет силу тока и напряжение, необходимые для вычисления мощности.
Какие факторы влияют на мощность электрического тока?
Мощность электрического тока зависит от силы тока и напряжения, которые передаются по проводнику. При изменении любого из этих параметров меняется и мощность.
Зачем нужно знать мощность электрического тока?
Знание мощности электрического тока позволяет оптимизировать электрическую систему и уменьшить расход электроэнергии. Это также необходимо для проектирования и монтажа электрооборудования, так как это позволяет выбрать правильный кабельный сечение и гарантировать безопасную работу системы.
Похожие калькуляторы
Возможно вам пригодятся ещё несколько калькуляторов по данной теме:
- Площадь поверхности куба: калькулятор. Рассчитайте онлайн площадь поверхности куба по длине ребер, диагонали куба или диагоналям его сторон.
- Калькулятор закона Ома. Рассчитайте сопротивление, силу тока и напряжение в зависимости от известных параметров.
- Калькулятор коэффициента трения. Рассчитайте коэффициент трения по углу наклона или через массу силу трения.
- Калькулятор средней скорости. Рассчитайте онлайн среднюю скорость автомобиля или бегуна по времени и расстоянию.
- Калькулятор объема трубы. Рассчитайте онлайн объем трубы в куб. м. или литрах в зависимости от диаметра и длины трубопровода.
- Калькулятор перевода в тонны. Иногда может потребовать перевести одну единицу веса в другую, например, в тонны. И для этой цели очень пригодится специальный калькулятор.
Температура
В определенных областях, таких как физика плазмы , удобно использовать электронвольт для выражения температуры. Электронвольт делится на постоянную Больцмана для преобразования в шкалу Кельвина :
- 1kBзнак равно1,602 176 634×10-19 Дж / эВ1,380 649×10-23 Дж / Кзнак равно11 604,518 12 К / эВ.{\ displaystyle {1 \ over k _ {\ text {B}}} = {1.602 \ 176 \ 634 \ times 10 ^ {- 19} {\ text {J / eV}} \ over 1.380 \ 649 \ times 10 ^ { -23} {\ text {J / K}}} = 11 \ 604.518 \ 12 {\ text {K / эВ}}.}
Где k B — постоянная Больцмана , K — Кельвин, J — Джоули, eV — электронвольты.
Предполагается, что k B используется для выражения температуры с помощью электронвольт, например, типичная термоядерная плазма с магнитным удержанием имеет вид15 кэВ ( килоэлектронвольт ), что равно 170 МК (миллион Кельвинов).
В качестве приближения: k B T составляет около0,025 эВ (≈290 К11604 К / эВ) при температуре 20 ° С .
404: Страница не найдена
Страница, которую вы пытались открыть по этому адресу, похоже, не существует. Обычно это результат плохой или устаревшей ссылки. Мы приносим свои извинения за доставленные неудобства.
Что я могу сделать сейчас?
Если вы впервые посещаете TechTarget, добро пожаловать! Извините за обстоятельства, при которых мы встречаемся.
- Пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы сообщить, что эта страница отсутствует, или используйте поле выше, чтобы продолжить поиск
- Наша страница «О нас» содержит дополнительную информацию о сайте, на котором вы находитесь, WhatIs.com.
- Посетите нашу домашнюю страницу и просмотрите наши технические темы
Просмотр по категории
ПоискСеть
- беспроводная ячеистая сеть (WMN)
Беспроводная ячеистая сеть (WMN) — это ячеистая сеть, созданная путем соединения узлов беспроводной точки доступа (WAP), установленных в …
- Wi-Fi 7
Wi-Fi 7 — это ожидаемый стандарт 802.11be, разрабатываемый IEEE.
- сетевая безопасность
Сетевая безопасность охватывает все шаги, предпринятые для защиты целостности компьютерной сети и данных в ней.
ПоискБезопасность
- Что такое модель безопасности с нулевым доверием?
Модель безопасности с нулевым доверием — это подход к кибербезопасности, который по умолчанию запрещает доступ к цифровым ресурсам предприятия и .
..
- RAT (троянец удаленного доступа)
RAT (троян удаленного доступа) — это вредоносное ПО, которое злоумышленник использует для получения полных административных привилегий и удаленного управления целью …
- атака на цепочку поставок
Атака на цепочку поставок — это тип кибератаки, нацеленной на организации путем сосредоточения внимания на более слабых звеньях в организации …
ПоискCIO
- Пользовательский опыт
Дизайн взаимодействия с пользователем (UX) — это процесс и практика, используемые для разработки и внедрения продукта, который обеспечит позитивное и …
- соблюдение конфиденциальности
Соблюдение конфиденциальности — это соблюдение компанией установленных правил защиты личной информации, спецификаций или …
- контингент рабочей силы
Временная рабочая сила — это трудовой резерв, члены которого нанимаются организацией по требованию.
SearchHRSoftware
- Поиск талантов
Привлечение талантов — это стратегический процесс, который работодатели используют для анализа своих долгосрочных потребностей в талантах в контексте бизнеса …
- удержание сотрудников
Удержание сотрудников — организационная цель сохранения продуктивных и талантливых работников и снижения текучести кадров за счет стимулирования …
- гибридная рабочая модель
Гибридная модель работы — это структура рабочей силы, включающая сотрудников, работающих удаленно, и тех, кто работает на месте, в офисе компании…
SearchCustomerExperience
- CRM (управление взаимоотношениями с клиентами) аналитика
Аналитика CRM (управление взаимоотношениями с клиентами) включает в себя все программные средства, которые анализируют данные о клиентах и представляют.
..
- разговорный маркетинг
Диалоговый маркетинг — это маркетинг, который вовлекает клиентов посредством диалога.
- цифровой маркетинг
Цифровой маркетинг — это общий термин для любых усилий компании по установлению связи с клиентами с помощью электронных технологий.
Обзор
Электронвольт (eV) выступает единицей энергии, которую используют в физике для элементарных зарядов и электричества. Речь идет о количестве энергии, которую получает или теряет заряд электрона, смещающийся по одновольтному электрическому отличию потенциалов. Нужно знать, как перевести электронвольт в джоули. Значение – 1.602 × 10-19 Дж.
Электронвольт не входит в список официальных единиц, но стала полезной из-за применения в многочисленных экспериментах. Работающие с ускорителями частиц исследователи использовали соотношение энергии, заряда и разности потенциалов:
Е = qV.
Все расчеты были квантованы к элементарному заряду при конкретном напряжении, из-за чего электронвольт стали использовать как единицу измерения.
Импульс
В физике высоких энергий электронвольт часто используется в качестве единицы количества движения . Разность потенциалов в 1 вольт заставляет электрон набирать количество энергии (т. Е.1 эВ ). Это приводит к использованию эВ (а также кэВ, МэВ, ГэВ или ТэВ) в качестве единиц импульса, поскольку подводимая энергия приводит к ускорению частицы.
Размерности единиц импульса L M T −1 . Размеры энергоблоков L 2 M T −2 . Затем разделение единиц энергии (например, эВ) на фундаментальную константу, которая имеет единицы скорости ( L T -1 ), облегчает необходимое преобразование использования единиц энергии для описания количества движения. В области физики частиц высоких энергий основной единицей скорости является скорость света в вакууме c .
Разделив энергию в эВ на скорость света, можно описать импульс электрона в единицах эВ / c .
Константа основной скорости c часто исключается из единиц количества движения путем определения единиц длины, так что значение c равно единице. Например, если сказать , что импульс p электрона равен1 ГэВ , то преобразование в МКС может быть достигнуто:
- пзнак равно1ГэВcзнак равно(1×109)⋅(1,602 176 634×10-19C)⋅(1V)(2,99 792 458×108мs)знак равно5,344 286×10-19кг⋅мs.{\ displaystyle p = 1 \; {\ text {GeV}} / c = {\ frac {(1 \ times 10 ^ {9}) \ cdot (1.602 \ 176 \ 634 \ times 10 ^ {- 19} \; {\ text {C}}) \ cdot (1 \; {\ text {V}})} {(2,99 \ 792 \ 458 \ times 10 ^ {8} \; {\ text {m}} / {\ text {s}})}} = 5,344 \ 286 \ times 10 ^ {- 19} \; {\ text {kg}} \ cdot {\ text {m}} / {\ text {s}}.}
Расстояние
В физике элементарных частиц , система «естественных единиц» , в которой скорость света в вакууме с , и приведенная постоянная Планка ħ безразмерные и равным единице широко используется: с = ħ = 1 . В этих единицах и расстояния, и время выражаются в единицах обратной энергии (в то время как энергия и масса выражаются в одних и тех же единицах, см. Эквивалентность массы и энергии ). В частности, длины рассеяния частиц часто выражаются в единицах обратной массы частиц.
Вне этой системы единиц коэффициенты преобразования электронвольт, секунды и нанометра следующие:
- ℏзнак равночас2πзнак равно1.054 571 817 646×10-34 J sзнак равно6,582 119 569 509×10-16 эВ с.{\ displaystyle \ hbar = {{h} \ over {2 \ pi}} = 1.054 \ 571 \ 817 \ 646 \ times 10 ^ {- 34} \ {\ mbox {J s}} = 6.582 \ 119 \ 569 \ 509 \ times 10 ^ {- 16} \ {\ mbox {эВ с}}.}
Приведенные выше соотношения также позволяют выразить среднее время жизни τ нестабильной частицы (в секундах) через ширину ее распада Γ (в эВ) через Γ = ħ / τ . Например, мезон B имеет время жизни 1,530 (9) пикосекунд , средняя длина распада cτ =459,7 мкм или шириной распада(4.302 ± 25) × 10 −4 эВ .
И наоборот, крошечные разности масс мезонов, ответственные за колебания мезонов , часто выражаются в более удобных обратных пикосекундах.
Энергия в электронвольтах иногда выражается через длину волны света с фотонами той же энергии:
- 1эВчасcзнак равно(1,602 176 634×10-19J)(2,99 792 458×1010смs)⋅(6,62 607 015×10-34J⋅s)≈8065.5439см-1.{\ displaystyle {\ frac {1 \; {\ text {eV}}} {hc}} = {\ frac {(1.602 \ 176 \ 634 \ times 10 ^ {- 19} \; {\ text {J}}) )} {(2,99 \ 792 \ 458 \ times 10 ^ {10} \; {\ text {cm}} / {\ text {s}}) \ cdot (6,62 \ 607 \ 015 \ times 10 ^ {- 34} \; {\ text {J}} \ cdot {\ text {s}})}} \ Thickapprox 8065.5439 \; {\ text {cm}} ^ {- 1}.}
❓ Вопросы и ответы
А вот несколько ответов на часто задаваемые вопросы про вычисление мощности электрического тока.
Что такое мощность электрического тока?
Мощность электрического тока — это количество электрической энергии, которое передается по проводнику за определенное время. Единицей измерения мощности является ватт (Вт), которая определяется как джоуль (Дж) в секунду.
Как рассчитать мощность электрического тока?
Мощность электрического тока можно рассчитать по формуле P = VI, где P — мощность в ваттах, V — напряжение в вольтах и I — сила тока в амперах.
Как измерить мощность электрического тока?
Мощность электрического тока может быть измерена при помощи специального прибора, называемого ваттметром. Этот прибор подключается к цепи электропитания и измеряет силу тока и напряжение, необходимые для вычисления мощности.
Какие факторы влияют на мощность электрического тока?
Мощность электрического тока зависит от силы тока и напряжения, которые передаются по проводнику. При изменении любого из этих параметров меняется и мощность.
Основные сведения
В физике элементарных частиц в электронвольтах обычно выражается не только энергия Е, но и масса m элементарных частиц. Основанием для этого служит тот факт, что в силу эквивалентности массы и энергии выполняется соотношение m = E0/c2, где c — скорость света, E0 — энергия покоящейся частицы. Поскольку c — фундаментальная постоянная, равная 299 792 458 м/с (точно), не изменяющаяся ни при каких условиях, то указание в качестве характеристики массы частицы её энергии покоя, выраженной в электронвольтах, однозначно определяет значение массы в любых традиционных единицах и к недоразумениям не приводит. В единицах массы 1 эВ = 1,782 661 921…⋅10−36 кг (точно), и напротив, 1 кг = 5,609 588 603…⋅1035 эВ (точно). Атомная единица массы близка по значению к 1 ГэВ (с погрешностью около 7 %): 1 а. е. м. = 931,494 102 42(28) МэВ, и напротив, 1 ГэВ = 1,073 544 102 33(32) а. е. м.. Импульс элементарной частицы также может быть выражен в электронвольтах (строго говоря, в эВ/c).
Электронвольт по сравнению с энергиями, характерными для большинства ядерных процессов, — маленькая величина, в этой области физики обычно применяются кратные единицы:
- килоэлектронвольт (кэВ) — 1000 эВ,
- мегаэлектронвольт (МэВ) — 1 млн электронвольт,
- гигаэлектронвольт (ГэВ) — 1 млрд электронвольт,
- тераэлектронвольт (ТэВ) — 1 трлн электронвольт.
Последнее поколение ускорителей элементарных частиц позволяет достичь нескольких триллионов электронвольт (тераэлектронвольт, ТэВ). Один ТэВ приблизительно равен (кинетической) энергии летящего комара или энергии, выделяющейся при падении маленькой капли воды диаметром в 1 мм (массой ок. 0,5 мг) с высоты 3 см.
Температура, которая является мерой средней кинетической энергии частиц, тоже иногда выражается в электронвольтах, исходя из соотношения температуры и энергии частиц в одноатомном идеальном газе Eкин = 3⁄2kТ. В температурных единицах 1 эВ соответствует 11 604,518 12… кельвин (точно) (см. постоянная Больцмана).
В электронвольтах выражают энергию квантов электромагнитного излучения (фотонов). Энергия фотонов с частотой ν в электронвольтах численно равна hν/EэВ, а излучения с длиной волны λ — hc/(λEэВ), где h — постоянная Планка, а EэВ — энергия, равная одному электронвольту, выраженная в единицах той же системы единиц, что и использованная для выражения h, ν и λ. Так как для ультрарелятивистских частиц, в том числе фотонов, λE = hc, то при вычислении энергии фотонов с известной длиной волны (и наоборот) часто полезен коэффициент пересчёта, представляющий собой выраженное в эВ·нм произведение постоянной Планка и скорости света:
hc = 1239,841 984… эВ·нм (точно) ≈ 1240 эВ·нм.
Так, фотон с длиной волны 1 нм имеет энергию 1240 эВ; фотон с энергией 10 эВ имеет длину волны 124 нм и т. д.
В электронвольтах измеряется также работа выхода при внешнем фотоэффекте — минимальная энергия, необходимая для удаления электрона из вещества под действием света.
В химии часто используется молярный эквивалент электронвольта. Если один моль электронов или однозарядных ионов перенесён между точками с разностью потенциалов 1 В, он приобретает (или теряет) энергию Q = 96 485,332 12… Дж (точно), равную произведению 1 эВ на число Авогадро. Эта величина, выраженная в джоулях, численно равна постоянной Фарадея (модулю заряда 1 моля электронов), выраженной в кулонах. Аналогично, если при химической реакции в одном моле вещества выделяется (или поглощается) энергия 96,485 кДж, то соответственно каждая молекула теряет (или получает) около 1 эВ.
В электронвольтах измеряется также ширина распада Γ элементарных частиц и других квантовомеханических состояний, например ядерных энергетических уровней. Ширина распада — это неопределённость энергии состояния, связанная с временем жизни состояния τ соотношением неопределённостей: Γ = ħ/τ). Частица с шириной распада 1 эВ имеет время жизни 6,582 119 569…⋅10−16 с (точно). Аналогично квантовомеханическое состояние с временем жизни 1 с имеет ширину 6,582 119 569…⋅10−16 эВ (точно).
Одним из первых термин «электронвольт» применил американский физик и инженер Карл Дарроу в 1923 году.
Сравнение энергии
Частота фотона в зависимости от энергии частицы в электронвольтах. В энергия фотона изменяется только с частотой фотона, связанной постоянной скоростью света. Это контрастирует с массивной частицей, энергия которой зависит от ее скорости и масса покоя. Легенда
| γ: Гамма излучение | MIR: средний инфракрасный | ВЧ: Высокая частота. |
| HX: жесткий Рентгеновские лучи | FIR: Дальний инфракрасный порт | MF: Средняя частота. |
| SX: мягкие рентгеновские лучи | Радиоволны | LF: Низкая частота. |
| EUV: экстремальный ультрафиолетовый | КВЧ: Чрезвычайно высокая частота. | VLF: Очень низкая частота. |
| NUV: Ближний ультрафиолет | СВЧ: Супер высокая частота. | VF / ULF: Голосовая частота. |
| Видимый свет | УВЧ: Ультра высокая частота. | SLF: Супер низкая частота. |
| БИК: Рядом Инфракрасный | УКВ: Очень высокая частота. | ELF: Чрезвычайно низкая частота. |
| Частота: Частота |
| Энергия | Источник |
|---|---|
| 5.25×1032 эВ | общая энергия, выпущенная из 20kt устройство ядерного деления |
| 1.22×1028 эВ | то Планковская энергия |
| 10 Y эВ (1×1025 эВ) | приблизительный энергия великого объединения |
| ~624 E эВ (6.24×1020 эВ) | энергия, потребляемая одной 100-ваттной лампочкой за одну секунду (100 Вт = 100 Дж / с ≈ 6.24×1020 эВ / с) |
| 300 E эВ (3×1020 эВ = ~50 J) | так называемой О-мой-Бог частица (самая энергичная частица космических лучей из когда-либо наблюдавшихся) |
| 2 ПэВ | два петаэлектронвольта, самое высокоэнергетическое нейтрино, зарегистрированное Кубик льда нейтринный телескоп в Антарктиде |
| 14 ТэВ | расчетная энергия столкновения протонов с центром масс на Большой адронный коллайдер (работала при 3,5 ТэВ с момента запуска 30 марта 2010 г., достигла 13 ТэВ в мае 2015 г.) |
| 1 ТэВ | триллион электронвольт, или 1.602×10−7 J, о кинетической энергии летящего комар |
| 172 ГэВ | энергия покоя верхний кварк, самый тяжелый мерный элементарная частица |
| 125,1 ± 0,2 ГэВ | энергия, соответствующая массе бозон Хиггса, измеренная двумя отдельными детекторами на LHC с уверенностью лучше, чем 5 сигма |
| 210 МэВ | средняя энергия, выделяемая при делении одного Pu-239 атом |
| 200 МэВ | приблизительная средняя энергия, выделяемая в ядерное деление осколки деления одного U-235 атом. |
| 105,7 МэВ | энергия покоя мюон |
| 17,6 МэВ | средняя энергия, выделяемая в слияние из дейтерий и тритий формировать He-4; это 0,41 ПДж на килограмм произведенной продукции |
| 2 МэВ | приблизительная средняя энергия, выделяемая в ядерное деление нейтрон вышел из одного U-235 атом. |
| 1,9 МэВ | энергия покоя вверх кварк, кварк с наименьшей массой. |
| 1 МэВ (1.602×10−13 J) | примерно вдвое больше энергия отдыха электрона |
| От 1 до 10 кэВ | приблизительная тепловая температура, kBТ{displaystyle k_ {B} T}, в термоядерная реакция системы, как ядро солнце, магнитно-удерживаемая плазма, инерционное удержание и ядерное оружие |
| 13,6 эВ | энергия, необходимая для ионизировать атомарный водород; молекулярный энергии связи находятся на порядок из 1 эВ к 10 эВ за облигацию |
| 1,6 эВ к 3,4 эВ | то энергия фотона видимого света |
| приблизительная энергия покоя нейтрино | |
| 1,1 эВ | энергия Eграмм{displaystyle E_ {g}} требуется, чтобы сломать ковалентный связь в кремний |
| 720 мэВ | энергия Eграмм{displaystyle E_ {g}} требуется, чтобы сломать ковалентный связь в германий |
| 25 мэВ | тепловая энергия, kBТ{displaystyle k_ {B} T}, при комнатной температуре; одна молекула воздуха имеет средняя кинетическая энергия 38 мэВ |
| 230 мкэВ | тепловая энергия, kBТ{displaystyle k_ {B} T}, из космический микроволновый фон |
На моль
Один моль частиц с энергией 1 эВ имеет примерно 96,5 кДж энергии — это соответствует Постоянная Фарадея (F ≈ 96485 С моль−1), где энергия в джоулях п молей частиц, каждая с энергией E эВ равно E·F·п.
