Video

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.

Inhaltsübersicht

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 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.

Studyflix vernetzt: Hier ein Video aus einem anderen Bereich

Nach Beantwortung speichern wir deine Antwort, um Studyflix zu verbessern. Mehr dazu erfährst du in unserer Datenschutzerklärung.

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.

Zum Video: Zehnerpotenzen
direkt ins Video springen
Zum Video: Zehnerpotenzen

Joule — häufigste Fragen

(ausklappen)
  • Wie viel ist ein Joule?
    Ein Joule ist eine kleine Energiemenge, mit der man zum Beispiel eine Tafel Schokolade ungefähr einen Meter anheben kann. Außerdem gilt 1\,\text{J} = 1\,\text{W}\cdot\text{s}, also die Energie, die bei 1\,\text{W} Leistung in 1\,\text{s} umgesetzt wird.
  • Ist ein Joule ein Newton?
    Ein Joule ist kein Newton. \text{N} ist die Einheit der Kraft, \text{J} ist die Einheit der Energie. In der Mechanik kann man Energie auch als Newtonmeter schreiben: 1\,\text{J} = 1\,\text{N}\cdot\text{m}, aber das ist nicht dasselbe wie 1\,\text{N}.
  • Ist ein Joule gleich Quadratmeter pro Sekunde zum Quadrat?
    Ein Joule ist nicht gleich \frac{\text{m}^2}{\text{s}^2}, weil in den SI-Basiseinheiten noch das Kilogramm dazugehört. Als Basiseinheiten lautet 1\,\text{J} = 1\,\text{kg}\cdot\frac{\text{m}^2}{\text{s}^2}. \frac{\text{m}^2}{\text{s}^2} allein beschreibt daher nicht die Einheit von Energie.
  • Wie rechnet man Joule in kWh um?
    Joule rechnet man in Kilowattstunden um, indem man die Joule-Zahl durch 3{,}6\cdot 10^{6}\,\frac{\text{J}}{\text{kWh}} teilt. Konkret: \dfrac{7200\,\text{J}}{3{,}6\cdot 10^{6}\,\frac{\text{J}}{\text{kWh}}} = 0{,}002\,\text{kWh}. Für die Umrechnung von Kilowattstunden in Joule multipliziert man mit 3{,}6\cdot 10^{6}\,\frac{\text{J}}{\text{kWh}}.

Energieeinheiten verstehen

Das Joule ist eine wichtige Einheit für Energie und gehört zu den Energieeinheiten in der Physik. Du vergleichst verschiedene Energieeinheiten und rechnest Werte zwischen ihnen um. So kannst du Energiemengen aus Alltag, Mechanik und Elektrik besser einordnen. Weitere Videos dazu findest du in unserem Ingenieurwissenschaftenbereich.

Was ist dein nächster Schritt?
Nächstes Video anschauen
Schiefer Wurf
Schiefer Wurf
Mechanik
Text zum aktuellen Video lesen
Lernen lohnt sich! Entdecke hier deine Chancen.