Joule: Definition, Beispiele und was die Kilowattstunde damit zu tun hat

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Joule: Definition, Beispiele und was die Kilowattstunde damit zu tun hat

Joule ist eine physikalische Einheit, die oft in verschiedenen wissenschaftlichen Kontexten verwendet wird. Sie wird verwendet, um Energie zu messen und zu quantifizieren, sei es in Form von mechanischer, thermischer, elektrischer oder anderer Energie. Benannt nach dem britischen Physiker James Prescott Joule, hat diese Einheit einen bedeutenden Platz in der Physik und Ingenieurwissenschaften eingenommen. In diesem Artikel werden wir uns genauer mit der Joule beschäftigen und ihre Bedeutung in verschiedenen Bereichen untersuchen. Wer einen Gegenstand mit einem Gewicht von einem Kilogramm aufhebt und um zehn Zentimeter anhebt, muss dafür ein Joule als Energie aufwenden. Die zugrunde liegende Energie berechnet sich aus Kraft mal Weg, daher auch die alternative Einheit „Newtonmeter“ (Nm).
Definition: Joule steht für EnergieBeispiele für die Einheit JouleDas hat es mit der Kilowattstunde auf sich

Definition: Joule steht für Energie

Energie kann in verschiedenen Formen auftreten und ist unter anderem als elektrische oder als mechanische Energie bekannt. Diese Energie wird mit der Einheit Joule, benannt nach ihrem Entdecker James Prescott Joule, angegeben. Joule kann als Einheit für die Arbeit ebenso stehen wie für Wärme- oder Strommengen. Sie bezeichnet beispielsweise die nötige Arbeit, wenn eine Kraft von einem Newton um einen Meter bewegt wird. Auch der Energieaufwand über eine Sekunde für ein Watt Leistung wird mit Joule angegeben. Alternative Bezeichnungen sind Newtonmeter und Wattsekunde. Auch im Bereich der Energie von Lebensmitteln wird Joule verwendet und löste die einst gebräuchliche Einheit Kalorie ab. Angegeben wird der sogenannte Brennwert der Lebensmittel in Kilojoule pro 100 Gramm.

Die verschiedenen Energieformen lassen sich leicht ineinander umrechnen, da für alle die Einheit Joule verwendet wird. Im Alltag wird aber selten mit Joule gerechnet, sondern eher mit Kilojoule oder Megajoule, da nur sehr wenig Arbeit oder Leistung nötig ist, um ein Joule zu benötigen. Die entstehenden Zahlenangaben würden sehr groß sein, daher die Nutzung von „Kilo“ oder „Mega“.

Beispiele für die Einheit Joule

Ein Joule wird benötigt, wenn eine Tafel Schokolade um einen Meter angehoben werden soll. Wer also diese Tafel aus dem unteren Regalbereich im Supermarkt hebt und in den Einkaufswagen legt, braucht dafür ungefähr ein Joule.

Ebenso wird ein Joule benötigt, wenn ein Gegenstand mit zwei Kilogramm Gewicht beschleunigt wird und das auf eine Geschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde. Wird eine Lampe mit einem Watt Leistung für eine Sekunde angeschaltet, braucht diese ebenfalls ein Joule.

Um eine halb volle Badewanne zu erwärmen, braucht es 10.000 Kilojoule. Ein Radfahrer wiegt 70 Kilogramm und tritt über eine halbe Stunde kräftig in die Pedale. Er verbraucht dabei eine Energie von 1.500 Kilojoule.

Video: James Prescott Joule und William Thomson – Die Entdeckung der Energie (Meilensteine)

Das hat es mit der Kilowattstunde auf sich
Im Alltag ist die Kilowattstunde gebräuchlich, wenn es um die Angabe der Energie geht.
Dabei beschreibt Watt die Leistung, die für eine Arbeit von einem Joule in einer Sekunde benötigt wird.
Kilowattstunde wird als Einheit meist in Verbindung mit Strom oder mit der Leistung einer Heizung verwendet.
Ein Heizungsbauer nimmt daher beispielsweise für ein Einfamilienhaus einen Heizbedarf von 160 Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr an.
Das Tausendfache einer Wattstunde ist eine Kilowattstunde.
Bei der bereits angesprochenen Heizung bedeutet das, dass die Anlage eine Stunde lang 1.000 Kilowatt Wärmeenergie erzeugen kann und damit eine Kilowattstunde erreicht.
Das sind 3,6 Millionen Joule oder auch 3,6 Megajoule. Das bedeutet: Eine Wattstunde entspricht 3.600 Joule.
Eine Kilowattstunde sind 1000 Wattstunden, welche mal 3.600 Joule gerechnet werden. Damit ergeben sich 3,6 Megajoule.

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