Da kilowattora a joule

Un watt equivale a un joule al secondo. Un kilowatt sono 1.000 joule al secondo e, se resta in funzione per un'ora di 3.600 secondi, fornisce 1.000 × 3.600 = 3.600.000 J. Il fattore è esatto, quindi un kWh in bolletta e 3,6 megajoule in un libro di fisica rappresentano la stessa quantità di energia.

Il kilowattora si è imposto perché corrisponde a come si usa davvero l'energia: un bollitore da 2 kW acceso per 3 minuti consuma 0,1 kWh, cioè 360 kJ, e una lampadina LED da 10 W lasciata accesa per 100 ore consuma 1 kWh. I joule sono più adatti per confrontare cose molto diverse, dal cibo ai carburanti alle batterie.

Le bollette elettriche si calcolano in kWh e una famiglia americana consuma di solito circa 10.000 kWh all'anno, pari a 36 miliardi di joule, cioè 36 GJ. Le bollette del gas negli Stati Uniti usano spesso i therm; un therm equivale a 100.000 BTU, circa 105,5 MJ o 29,3 kWh, quindi una volta espresse in joule si possono confrontare alla pari una stufa a gas e una elettrica.

La batteria di uno smartphone da circa 15 Wh immagazzina 54 kJ, mentre un pacco batterie da 60 kWh di un'auto elettrica ne contiene 216 MJ, quattromila volte di più. Per i suoi valori MPGe l'EPA conta 33,7 kWh di energia in un gallone di benzina statunitense, cioè 121 MJ. In termini alimentari, 1 kWh corrisponde a circa 860 kcal, un pasto abbondante, quindi gli 0,1 kWh di un bollitore corrispondono a circa 86 kcal.

I grandi valori di energia sono più semplici con i prefissi: 1 MJ sono un milione di joule, 1 GJ un miliardo e 1 TJ mille miliardi. 1 MWh equivale a 3,6 GJ e 1 GWh a 3,6 TJ. Per l'energia degli alimenti usa da kcal a kJ; anche il convertitore di unità gestisce direttamente calorie e kilojoule.