Ordre de grandeur (énergie)

Pour aider à comparer les différents ordres de grandeur, la liste suivante décrit les différents niveaux d'énergie entre 10^-52 joules et 10⁷⁰ joules.

Liste des ordres de grandeur pour l'énergie

Facteur (J)	Multiple	Valeur	Exemple
10-33		1,602×10-31 J	1 peV (picoélectron-volt)
		3,0×10-31 J 1,8 peV	l'énergie cinétique moyenne d'une molécule à la température la plus basse atteinte (10-12 K)  : le niveau d'énergie atteint le plus bas.
...
10-24	1 yoctojoule (yJ)	1,5×10-23 J 0,093 meV	l'énergie cinétique moyenne d'une molécule à l'endroit le plus froid connu, la Nébuleuse du Boomerang (température 1 K).
		1,602×10-22 J	1 meV
10-21	1 zeptojoule (zJ)	4,37×10-21 J 0,0273 eV	l'énergie cinétique moyenne d'une molécule à température ambiante.
		1,602×10-19 J	1 électron-volt (eV)
		1,602×10-19 J	l'énergie cinétique moyenne d'une molécule à 11 300 °C.
		2,7–5,2×10-19 J	l'intervalle d'énergie des photons de la lumière visible.
10-18	1 attojoule (aJ)	5,0×10-18 J 50 eV	limite supérieure de la masse-énergie d'un neutrino électronique.
10-15	1 femtojoule (fJ)	5,0×10-14 J 500 000 eV	limite supérieure de la masse-énergie d'un neutrino muonique.
		5,1×10-14 J 511 000 eV	la masse-énergie d'un électron.
		1,602×10-13 J 1 000 000 eV	1 MeV
10-12	1 picojoule (pJ)	3,2×10-11 J 200 MeV	l'énergie totale émise dans la fission d'un atome de 235U (en moyenne).
		3,5×10-11 J 210 MeV	l'énergie totale émise dans la fission d'un atome de 239Pu (en moyenne).
		1,5×10-10 J 940 MeV	la masse-énergie d'un proton, au repos.
		1,602×10-10 J	1 GeV, (1 000 MeV)
10-9	1 nanojoule (nJ)	8×10-9 J 50 GeV	l'énergie initiale opérationnelle par faisceau de l'accélérateur de particules du CERN, le Large Electron Positron (1983).
		1,3×10-8 J 80,411 GeV	la masse-énergie d'un boson W, au repos.
		4,3×10-8 J 270 GeV	l'énergie initiale opérationnelle par faisceau de l'accélérateur de particules du CERN Super Proton Synchrotron atteinte en 1981.
		10-7 J	1 erg, 1 TeV (1 000 GeV)
		1,602×10-7 J 1 TeV	environ l'énergie cinétique d'un moustique volant [CERN LHC website].
10-6	microjoule (μJ)	1,602×10-4 J	1 000 TeV
		2×10-4 J 1 250 TeV	le niveau d'énergie de collision prévu du Large Hadron Collider construit au CERN (2005) pour les ions lourds (noyaux de plomb).
100	joule (J)	1 J	l'énergie requise pour soulever une petite pomme (102 g) d'un mètre, à la surface de la Terre. 1 joule est égal à : 1 N·m (newton-mètre) 1 W·s (watt seconde) 0,000 000 278 kWh (kilowatt-heure) 0,000 239 kcal (grande calorie) 0,000 948 BTU (British thermal unit) 10 000 000 ergs
		4,184 J	1 calth (calorie thermochimique, petite calorie)
		4,1868 J	1 calIT (calorie de la Table Internationale, petite calorie)
		8 J 5×1019 eV	la limite GZK pour l'énergie d'un rayon cosmique.
		12 J	énergie délivrée par le flash d'un appareil photo amateur (condensateur de 220 uF, 330 v)
		48 J 3×1020 eV	le rayon cosmique le plus énergétique jamais détecté (voir Zetta-particule).
		90 J	énergie cinétique d'une balle de tennis (masse 58 g) lors d'un service à 200 km/h.
		142 J	l'énergie cinétique d'une balle standard de.22 Long Rifle (balle en plomb de 2,6 grammes propulsée à 330 mètres par seconde).
10³	kilojoule (kJ)	1 000 J	l'énergie nécessaire à un enfant (30 kg) pour monter un étage (un peu plus de trois mètres).
		1 055 J	1 BTU (British thermal unit)
		1 360 J	l'énergie reçue du Soleil, au sommet de l'atmosphère terrestre, par un mètre carré en une seconde. (constante solaire)
		3 600 J	1 Wh (0,001 kWh)
		4 184 J	l'énergie dégagée par l'explosion d'un gramme de TNT.
		4 186 J	1 kcal (énergie requise pour réchauffer un kilogramme d'eau d'un 1 degré Celsius 1 calorie de nourriture).
		8 640 J 2,4 Wh	l'énergie stockée dans une pile bâton LR06 AA rechargeable (1,2 V 2000 mAh).
104	10 kJ	1,7×104 J	énergie dégagée par le métabolisme d'un gramme de sucre ou de protéine.
		3,8×104 J	énergie dégagée par le métabolisme d'un gramme de matière grasse.
		44 130 J	une puissance d'un cheval-vapeur appliquée pendant une minute.
		5,0×104 J	énergie dégagée par la combustion d'un gramme d'essence.
		60 000 J	une puissance d'un kilowatt appliquée pendant une minute.
105	100 kJ	480 000 J	énergie moyenne produite par un cycliste entrainé pédalant durant 1 heure (env. 1/100 d'un kilogramme d'essence).
		600 000 J	l'énergie cinétique d'une voiture de 1 000 kg à la vitesse de 125 km/h.
		735 500 J	une puissance de 100 chevaux-vapeur appliquée pendant dix secondes.
106	megajoule (MJ)	106 J 239 kcal	la valeur nutritionnelle d'une barre chocolatée est d'environ cette valeur, de même que les plats principaux tels que 150 g de riz ou 200 g de pain.
		1 728 000 J 480 Wh	l'énergie stockée dans une batterie de voiture courante. (12 V 40 Ah)
		2 647 796 J 736 Wh	une puissance d'un cheval-vapeur appliquée pendant une heure.
		3 600 000 J	1 kWh (kilowatt-heure)
		4,184×106 J	énergie dégagée par l'explosion d'un kilogramme de TNT.
		6,3×106 1500 kcal	une valeur souvent recommandée pour l'énergie nutritionnelle d'une femme ne faisant pas d'activité sportive par jour (2 000 kcal = 8,4×106 pour les hommes).
107	10 MJ	2,65×107 J	une puissance de dix chevaux-vapeur appliquée pendant une heure.
		4,18×107 J 11,6 kWh	énergie requise pour : chauffer un cumulus de 200 litres (élever la température de 200 litres d'eau de 15 à 65 degrés Celsius). 44 jours d'éclairage. (une lampe de 11 W allumée pendant 1054 heures)
		4,8×107 J	énergie dégagée par la combustion d'un kilogramme d'essence.
108	100 MJ	1,055×108 J	un therm (EC) (100 000 BTU)
109	1 gigaJoule (GJ)	1,5×109 J	l'énergie d'un éclair moyen.
		1,8×109 J 490 kWh	l'énergie contenue dans un réservoir moyen (50 litres) d'essence.
		1,956×109 J	l’énergie de Planck.
		3,2×109 J 900 kWh	l'énergie utilisée annuellement par un sèche-linge.
		3,6×109 J	1 000 kWh
		4,184×109 J	l'énergie dégagée par l'explosion d'une tonne de TNT.
1010	10 GJ	1,8×1010 J 5 000 kWh	Objectif de consommation annuelle d'énergie pour un Bâtiment de basse consommation, en France, de 100 m2 (50 kWh/m²/an).
		4,187×1010 J	1 TEP (tonne d'équivalent pétrole)
		7,2×1010 J	l'énergie consommée annuellement par une automobile moyenne aux États-Unis en 2000.
		8.6×1010 J	86 400 MJ : Énergie consommée par notre avion le plus gros porteur durant une heure de vol en palier (*4 pour décoller) en 2012
1011	100 GJ	1.16×1011 J	L'énergie d'un kilomètre-cube d'air se déplaçant à 50 km/h.
1012	térajoule (TJ)	2.9×1012 J	L'énergie d'un kilomètre-cube d'air se déplaçant à 250 km/h (ouragan).
		3,6×1012 J	1 000 000 kWh, ou 0,001 TWh
		4,184×1012 J	l'énergie dégagée par l'explosion d'une kilotonne de TNT.
1013	10 TJ	6,3×1013 J	l'énergie dégagée par le bombardement d'Hiroshima.
		9,0×1013 J	la masse-énergie totale théorique d'un gramme de matière.
1014	100 TJ	3,24×1014 J 90 GWh	la production annuelle d'électricité au Togo.
1015	pétajoule (PJ)	3,6×1015 J	1 TWh
		4,184×1015 J	l'énergie dégagée par l'explosion d'une mégatonne de TNT.
1016	10 PJ	1016 J	l'énergie de formation d'un cratère d'impact correspondant à un météorite de dix mille tonnes.
		3,03×1016 J 8.403 TWh	la consommation électrique au Zimbabwe en 1998.
		4,14×1016 J 11.5 TWh	les pertes d'énergie électrique en France en 2009. (liées au transport de l'électricité) RTE
		9,0×1016 J	la masse-énergie totale théorique d'un kilogramme de matière.
1017	100 PJ	1,74×1017 J	l'énergie totale du Soleil qui atteint la Terre en une seconde.
		1,5×1017 J	l'énergie estimée dégagée par l'éruption du Krakatoa.
		2,5×1017 J	l'énergie dégagée par la plus puissante bombe nucléaire jamais testée, la bombe Tsar Bomba.
		4×1017 J 111 TWh	la consommation électrique de la Norvège en 1998.
1018	1 exajoule (EJ)	3,6×1018 J	1 PWh = 1 000 TWh
1019		1,04×1019 J	l'énergie totale du Soleil qui atteint la Terre en une minute.
		1,339×1019 J 3719,5 TWh	la production totale d'énergie électrique aux États-Unis en 2001.
		1,6×1019 J	l'équivalent énergétique de l’alimentation annuelle d'une population mondiale 7 milliards d'êtres humains sur la base d'un apport nutritionnel journalier de 1500kcal.
		9,0×1019 J	la masse-énergie totale théorique d'une tonne de matière.
1020		1,05×1020 J	l'énergie consommée par les États-Unis en une année (2001).
		1,33×1020 J	l'énergie dégagée par le tremblement de terre de l'Océan Indien en 2004.
		4,26×1020 J	l'énergie consommée dans le monde en une année (2001).
		6.2×1020 J	l'énergie totale du Soleil qui atteint la Terre en une heure.
1021	1 zettajoule (ZJ)	3,6×1021 J	1 EWh = 1 000 000 TWh
		6,0×1021 J	l'énergie (potentielle) des réserves de gaz naturel estimées dans le monde (2003).
		7,4×1021 J	l'énergie (potentielle) des réserves de pétrole estimées dans le monde (2003).
1022		1,5×1022 J	l'énergie totale du Soleil qui atteint la Terre en 24 heures.
		2×1022 J	l'énergie (potentielle) des réserves de charbon estimées dans le monde (2003).
		3,9×1022 J	l'énergie (potentielle) des réserves de l'énergie fossile estimées dans le monde (2003).
1023		5,0×1023 J	l'énergie estimée dégagée par l'impact du Chicxulub.
1024	1 yottajoule (YJ)	3,6×1024 J	1 ZWh = 1 000 000 000 TWh
		3,827×1026 J	l'énergie dégagée par le Soleil en une seconde.
1027		3,6×1027 J	1 YWh = 1012 TWh
		2,30×1028 J	l'énergie dégagée par le Soleil en une minute.
1030		3,6×1030 J	1000 YWh = 1015 TWh
		3,0×1031 J	l'énergie (potentielle) des réserves exploitables estimées dans le monde en uranium 238 (2003).
		2,4×1032 J	l'énergie de liaison gravitationnelle de la Terre.
1033		2,7×1033 J	l'énergie cinétique de la Terre sur son orbite solaire.
		3,6×1033 J	1018 TW·h
		1,2×1034 J	l'énergie dégagée par le Soleil en une année.
1036		3,6×1036 J	1021 TWh
		1,2×1037 J	l'énergie dégagée par le Soleil en un millénaire.
1039		1,2×1040 J	l'énergie dégagée par le Soleil en un million d'années.
		5,37×1041 J	la masse-énergie totale théorique de la masse de la Terre.
		6,9×1041 J	l'énergie de liaison gravitationnelle du Soleil.
1042		1044 J	l'énergie dégagée par une supernova.
1045		1047 J	l'énergie dégagée par un sursaut gamma.
		1,8×1047 J	la masse-énergie totale théorique de la masse du Soleil.
...
1058		4×1058 J	la masse-énergie totale de la matière « visible » de la Galaxie.
1059		1×1059 J	toute la masse-énergie de la Galaxie (incluant la matière noire).
...
1069	1045 YJ	2×1069 J	la masse-énergie totale théorique de l'Univers (le niveau d'énergie le plus grand connu).

Ordres de grandeur en mégatonnes de TNT

• la première bombe nucléaire testée sur le site test d'Alamogordo eut un rendement de 18,6 kilotonnes de TNT (Rhodes, page 677), ou approximativement 78 térajoules.

• La bombe Little Boy lancée sur Hiroshima eut un rendement d'approximativement 13 kilotonnes de TNT (54 TJ). Ainsi, une mégatonne de TNT est équivalente à globalement 77 bombes d'Hiroshima. La bombe Fat Man, lancée sur Nagasaki, a dégagé ~20 kilotonnes de TNT = 84 TJ.

• Une bombe H actuelle a un rendement d'environ 1 mégatonne de TNT.

• L'arme nucléaire la plus puissante qui ait explosé était la bombe baptisée Tsar Bomba, qui a fourni un rendement de 50 à 60 mégatonnes de TNT (210 PJ). L'arme nucléaire la plus puissante jamais produite était une version de cette bombe qui aurait fourni un rendement de supérieur à 100 mégatonnes de TNT.

• L'éruption du mont Saint Helens en 1980 en 1980 fut évaluée équivalente à 27 000 bombes nucléaires du type d'Hiroshima ou globalement 350 mégatonnes.

• L'éruption du Novarupta en 1912 était dix fois la taille de l'éruption du Mont Ste Hélène ou globalement 3500 mégatonnes.

• L'éruption volcanique du Krakatoa en 1883 était environ 50 % plus grande que l'éruption du Novarupta ou globalement 5250 mégatonnes.

• L'éruption volcanique du Tambora en 1815 était environ sept fois plus grande que l'éruption du Novarupta ou globalement de 24 500 mégatonnes (24,5 gigatonnes).

• L'éruption minoenne en 1650 avant JC était plus grande que l'éruption du Mont Tambora.

• L'éruption volcanique du lac Toba, il y a 73 000 ans, était encore plus grande que l'éruption du Santorini, et est susceptible d'avoir causé une extinction de masse de la vie. Voir la théorie de la catastrophe de Toba.

• La caldeira de Yellowstone a été formée par une éruption volcanique massive, il y a 640 000 ans, et fut 2500 fois la taille de l'éruption du Mont Ste Hélène, environ 875 gigatonnes. Elle aurait causé une extinction de masse de la vie.

• L'impact d'une météorite d'environ 15 kilomètres de largeur ou d'une comète avec la Terre peut avoir un rendement de 100 tératonnes de TNT = 4,184×10²³ J. De tels impacts sont mis en hypothèse pour expliquer l'extinction des dinosaures. C'est l'hypothèse Némésis de Richard A. Muller. (site web de Muller)^{[non neutre]}

• Le 30 mai 1998, le tremblement de terre de magnitude 6,5 en Afghanistan a dégagé une énergie "équivalente à 2000 kilotonnes d'explosion nucléaire". (USGS)

• Le tremblement de terre dans l'Océan Indien en 2004 a dégagé une énergie estimée à 2×10¹⁸ joules (1 932 000 térajoules, soit ~2 EJ), ou "475 000 kilotonnes (475 mégatonnes) de TNT, ou l'équivalent de 23 000 bombes de Nagasaki". (USGS)