Conversor de elétron-volts para joules (eV para J)

O que é um conversor de elétron-volts para joules?

Um conversor de elétron-volts para joules é uma ferramenta online que traduz valores de energia expressos em elétron-volts (eV) para joules (J) e vice-versa. As duas unidades descrevem a mesma grandeza física — a energia — mas situam-se em extremidades opostas da escala. O joule é a unidade SI usada para quantidades do dia a dia e de engenharia, enquanto o elétron-volt é uma unidade minúscula e conveniente, favorecida na física atômica, nuclear e de partículas, onde o joule obrigaria você a arrastar longas sequências de expoentes negativos.

Como um único elétron-volt é uma quantidade de energia extraordinariamente pequena, o conversor é mais útil quando você precisa comparar um processo microscópico (a energia de um fóton, a energia de ligação de um elétron, a energia de repouso de uma partícula) com valores macroscópicos baseados no SI.

Como funciona

Por definição, um elétron-volt é a energia cinética que um elétron ganha quando é acelerado por uma diferença de potencial elétrico de um volt. Como a energia é igual à carga multiplicada pela tensão, e a carga elementar é fixada em exatamente 1,602176634 x 10⁻¹⁹ coulombs no sistema SI, o elétron-volt fica vinculado a um valor exato em joules:

• 1 eV = 1,602176634 x 10⁻¹⁹ J (exato, por definição desde a redefinição do SI de 2019)

Para converter no sentido oposto, você divide pela mesma constante. Um joule é uma quantidade colossal de energia na escala atômica, igual a aproximadamente 6,241509074 x 10¹⁸ elétron-volts. O conversor também lida com unidades de energia relacionadas, como quilojoules (kJ), megajoules (MJ) e calorias (cal) no lado do joule, ajustando o resultado de acordo.

Fórmula

Para converter elétron-volts para joules, multiplique pela carga elementar em coulombs:

$E_{\text{J}} = E_{\text{eV}} \times 1.602176634 \times 10^{-19}$

Para converter joules de volta para elétron-volts, divida pela mesma constante:

$E_{\text{eV}} = \frac{E_{\text{J}}}{1.602176634 \times 10^{-19}}$

Tabela de conversão de elétron-volts para joules

A tabela abaixo lista valores comuns de elétron-volts e seus equivalentes em joules. Observe como os valores em joules permanecem extremamente pequenos, o que é exatamente a razão pela qual os físicos recorrem ao elétron-volt.

Exemplos

Exemplo 1: Convertendo 1 elétron-volt para joules

A conversão fundamental usa a constante diretamente. Um elétron-volt é igual a:

$1 \text{ eV} \times 1.602176634 \times 10^{-19} = 1.602176634 \times 10^{-19} \text{ J}$

Exemplo 2: Convertendo 5 elétron-volts para joules

Um fóton de luz visível a ultravioleta pode transportar alguns elétron-volts de energia. Cinco elétron-volts convertem-se em:

$5 \text{ eV} \times 1.602176634 \times 10^{-19} = 8.01088317 \times 10^{-19} \text{ J}$

Exemplo 3: Convertendo 1 joule para elétron-volts

Ir no sentido contrário revela o quão grande é um joule na escala atômica. Um joule é igual a:

$\frac{1 \text{ J}}{1.602176634 \times 10^{-19}} \approx 6.241509074 \times 10^{18} \text{ eV}$

São mais de seis bilhões de bilhões de elétron-volts compactados em um único joule.

Notas

• Desde a redefinição das unidades base do SI de 2019, a carga elementar é um valor exato, então o fator de conversão de eV para J é exato em vez de medido. Referências mais antigas podem citar um último dígito ligeiramente diferente.
• Problemas de física frequentemente usam múltiplos do elétron-volt: quilo (keV = 10³ eV), mega (MeV = 10⁶ eV) e giga (GeV = 10⁹ eV). Multiplique o valor em eV pelo prefixo antes de converter.
• O elétron-volt é uma unidade de energia, não de tensão, apesar do seu nome. Tensão e energia só estão relacionadas pela carga que está sendo movida.
• Como os equivalentes em joules dos elétron-volts são tão pequenos, a notação científica é a maneira prática de ler esses resultados.

Perguntas frequentes

Quantos joules há em 1 elétron-volt?

Um elétron-volt é igual a exatamente 1,602176634 x 10⁻¹⁹ joules. Esse é o valor da carga elementar em coulombs, e foi fixado por definição desde a redefinição do SI de 2019.

Quantos elétron-volts há em 1 joule?

Um joule é aproximadamente 6,241509074 x 10¹⁸ elétron-volts — mais de seis quintilhões. Você obtém esse valor dividindo 1 pelo fator de conversão 1,602176634 x 10⁻¹⁹.

Por que os físicos usam elétron-volts em vez de joules?

Na física atômica, nuclear e de partículas, as energias envolvidas são minúsculas quando expressas em joules, levando a expoentes incômodos. O elétron-volt mantém os números em uma faixa legível — alguns eV para ligações químicas, keV para raios X, MeV para reações nucleares e GeV ou TeV para aceleradores de partículas.

O elétron-volt é uma unidade do SI?

Não. O elétron-volt não é uma unidade do SI, mas é aceito para uso junto com o SI devido à sua importância prática na física. O joule continua sendo a unidade oficial de energia do SI.

O que significa o prefixo em keV, MeV ou GeV?

São múltiplos métricos padrão do elétron-volt: keV é mil eV, MeV é um milhão de eV e GeV é um bilhão de eV. Para converter qualquer um deles em joules, multiplique primeiro pelo prefixo e depois por 1,602176634 x 10⁻¹⁹.

Este conversor também lida com quilojoules e calorias?

Sim. O lado do joule do conversor suporta joules, quilojoules, megajoules e calorias, então você pode ler sua energia em elétron-volts em qualquer uma dessas unidades que for mais conveniente.