Auf Lebensmittelverpackungen ist von Joule die Rede, auch in Bezug auf den Stromverbrauch wird von dieser Energieeinheit gesprochen. Dabei allerdings erfolgt eine Umrechnung in Kilowattstunden.
Definition: Was ist ein Joule?
Energie kann in verschiedenen Formen auftreten und als elektrische, mechanische, thermische oder kinetische Energie vorhanden sein. Angegeben wird die Energiemenge in Joule (J), wobei die Benennung nach dem Physiker James Prescott Joule erfolgte. Dabei bezeichnet ein Joule die Energiemenge, die nötig ist, um mit der Kraft von einem Newton einen Weg von einem Meter zurückzulegen oder um eine Sekunde lang eine Leistung von einem Watt zu erbringen. Eine andere Bezeichnung ist das Newtonmeter oder Wattsekunde. In Bezug auf Lebensmittel wird mit (Kilo-)Joule pro 100 Gramm der physiologische Brennwert angegeben. Hiermit wurde die Einheit Kalorie abgelöst.
Die Bezeichnung Kilowattstunde ist vor allem in Bezug auf den Stromverbrauch bekannt. Egal, ob feste oder flüssige Brennstoffe – sie alle werden in Kilowattstunden angegeben.
Beispiele für Energieangaben
Wer eine Tafel Schokolade (üblicherweise 100 g) einen Meter hochhebt, benötigt dafür ein Joule (1 J). Wird ein Gegenstand, der zwei Kilogramm wiegt, aus dem Ruhezustand in Bewegung versetzt und erreicht dieser dabei eine Geschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde, wird ebenfalls 1 J benötigt.
Ähnliche Beispiele sind:
- Leuchten einer LED-Leuchte mit einem Watt für eine Sekunde
- eine Sekunde lang eine Leistung von einem Watt erbringen (Leistung des menschlichen Herzens)
- elektrische Spannung von einem Volt für eine Sekunde mit einem Ampere fließen lassen
- Erwärmen von einem Milliliter Wasser um 0,239 Kelvin
Die einzelnen Energieformen lassen sich leicht ineinander umrechnen, was beispielsweise bei der Angabe von Wärmeenergie nötig ist. Diese resultiert aus elektrischer Energie und muss entsprechend umgerechnet werden. Meist erfolgt die Angabe in Kilo- oder Megajoule.
Wer beispielsweise eine Badewanne halb voll mit Wasser laufen lässt und dieses erhitzt, benötigt etwa 10.000 KJ. Tritt ein Radfahrer über eine halbe Stunde in die Pedale und wiegt dieser selbst 70 kg, verbraucht er in dieser Zeit 1.500 KJ.
Wichtige Formeln im Zusammenhang mit der Energie
Eine Wattstunde entspricht der Energie, die benötigt wird, um innerhalb einer Sekunde eine Leistung von einem Watt zu erbringen oder abzugeben.
Das Tausendfache davon ist eine Kilowattstunde. Wenn also eine Heizungsanlage eine Leistung von 1.000 Kilowatt Wärmeenergie erbringt, wird das als eine Kilowattstunde angegeben.
Dies wiederum sind 3.600.000 J bzw. 3,6 Megajoule.
Folgende Formel ist dabei wichtig:
- eine Wattstunde sind 3.600 J
- eine Kilowattstunde sind 1.000 Wattstunden
- 1.000 x 3.600 J sind 3.600.000 J
Anzutreffen sind die Angaben in Kilowattstunden täglich im Haushalt.
Wer beispielsweise einen Staubsauger nutzt, der einen Verbrauch 2.000 Watt hat und der zwei Stunden lang im Einsatz ist, werden 4.000 Wattstunden verbraucht.
Das entspricht gemäß der Formel 14,4 Megajoule oder 4 x 3,6 MJ.
