Mechanik: Dynamik
Bewegungen Grundlagen
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Das Joule ist die Einheit der Energie und nach einem bekannten Physiker benannt. Was genau du unter einem Joule verstehst und wie du es in andere Einheiten umrechnen kannst, erfährst du hier%und im Video.

Joule einfach erklärt

Joule ist die Einheit der Energie und trägt das Einheitenzeichen J. Benannt ist sie nach James Prescott Joule, einem britischen Physiker.

Achtung! Das Einheitenzeichen J solltest du nicht mit dem Formelzeichen der Energie verwechseln. Das ist nämlich E. Du verwendest es, um eine Formel aufzustellen. Das J kommt nur zum Einsatz, wenn du mit konkreten Werten rechnest.

In den verschiedenen Teilgebieten der Physik wird die physikalische Maßeinheit Joule unterschiedlich hergeleitet. So tritt sie in der Elektrik meist als Wattsekunde (Ws) auf, während in der Mechanik eher die Bezeichnung Newtonmeter (Nm) üblich ist.

Aus den SI-Basiseinheiten%Verlinkung ergibt sich für die Einheit eines Joules:

1\si{J}=1\si{Ws}=1\si{Nm}=1\frac{\si{kg}\cdot\si{m}^2}{\si{s}^2}

Was ist ein Joule?

Ein Joule ist eine EnergiemengeSie zeigt dir wieviel Energie notwendig ist, um eine Handlung auszuführen. Mit einem Joule kannst du:

  • eine Tafel Schokolade um einen Meter anheben
  • eine Sekunde lang die Leistung von einem Watt erbringen
  • zwei Packungen Mehl auf 1\frac{\si{m}}{\si{s}} beschleunigen

Aus dem Alltag kennst du die Energieformen elektrische Energie, Bewegungsenergie, Wärmeenergie und Lageenergie. Sie alle kannst du in Joule angeben. Joule ist also das Maß, in dem du die Energie misst.

Energie Einheiten

Neben Joule gibt es noch andere Einheiten, mit denen die Energie gemessen wird. Meist sind sie typisch für ein bestimmtes Teilgebiet der Physik.

Kilowattstunde

Die Energie kann auch als Leistung über eine bestimmte Zeit ausgedrückt werden. Daher kommt die Einheit Kilowattstunde (Abkürzung: kWh). Eine Kilowattstunde ist die Energie, die aufgebracht wird, wenn über eine Stunde eine Leistung von eintausend Watt erbracht wird.

Elektronenvolt

In der Teilchenphysik kommen solch große Energiemengen nicht vor. Deswegen wird in einer deutlich kleineren Einheit gemessen: Elektronenvolt (eV). Ein Elektronenvolt ist der Zahlenwert der Elementarladung mal ein Joule.

Kalorie

Um anzugeben, wie viel Nährwert eine Speise hat, verwendest du die Einheit Kalorie (cal). Sie ist eine ältere Einheit der Energie, wird in dem Zusammenhang aber noch häufig gebraucht. Auch zur Angabe der Wärmemenge dient sie noch heute.

Joule umrechnen

Da es sich bei all den Einheiten um Maßeinheiten der Energie handelt, kannst du sie ineinander umwandeln und immer auch in Joule angeben. Beispielsweise lässt sich ein Joule in Elektronenvolt umrechnen. Das gelingt dir mithilfe der Umrechnungstabelle:

  Joule Kilowattstunde Elektronenvolt Kalorie
1\si{J} 1 0,278\cdot{10^{-6}} 6,242\cdot{10^{18}} 0,239
1\si{kWh} 3,6\cdot{10^6} 1 22,5\cdot{10^{24}} 0,860\cdot{10^6}
1\si{eV} 1,602\cdot{10^{-19}} 44,5\cdot{10^{-27}} 1 38,3\cdot{10^{-21}}
1\si{cal} 4,1868 1,163\cdot{10^{-6}} 26,11\cdot{10^{18}} 1

Joule, Kilojoule und Megajoule

Häufig hast du es mit größeren Energiemengen zu tun, die viele tausend Joule umfassen. Um dir das Rechnen mit ihnen zu erleichtern, wurde eine bestimmte Schreibweise entwickelt. Mit ihrer Hilfe kannst du MWh in kWh, Wh in kWh und kJ in J umwandeln.

Ein Kilojoule (1 kJ) zum Beispiel entspricht eintausend Joule (1000 J). Um zu erfahren, wie du neben Kilo- auch mit Mega- und Gigaangaben rechnen kannst, sieh dir unser nächstes Video an.%Thumbnail Zehnerpotenzen

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