Die Maßeinheit der Energie

James Prescott Joule (1818 − 1889), britischer Physiker, Autodidakt und Brauereibesitzer, hat mit seinen Arbeiten in der Mitte des 19. Jahrhunderts wesentlich zur Etablierung des Energiebegriffs beigetragen. Die international gültige Einheit der Energie trägt seinen Namen:

1 Joule [J] = 1 Wattsekunde [Ws] = 1 VAs = 1 N m = 1 kg m2 s−2.

Mit 1 J kann man auf der Erde einen 102 g schweren Apfel auf die Höhe von 1m anheben. Die Energieeinheiten und die elektrische Leistung Watt haben als Faktoren

Kilo (k=103), Mega (M=106), Giga (G=109), Tera (T=1012), Peta (P=1015), Exa (E=1018).

Die Leistungseinheit Watt wird zur Energieeinheit Joule durch Multiplikation mit
Sekunde [s], Stunde [h] oder Jahr [a] .

Zum Beispiel ist 1 kWh [Kilowattstunde] = 3,6 MJ. Mit 1 kWh kann man etwa 10 Liter Wasser von 20 °C auf den Siedepunkt erhitzen.

Weitere Maßeinheiten der Energie

Das "Système International d'Unités (SI)" definiert die für den Gebrauch in Wissenschaft und Technik gesetzlich vorgeschriebenen sogenannten SI-Einheiten. Neben diesen Einheiten ist noch eine Vielfalt historisch entstandener Einheiten in Gebrauch, wie z. B. die Steinkohleeinheit (tSKE), engl. tce = ton of coal equivalent. 1 tSKE entspricht 8,141 MWh. Die Verbrennung von 1 kg Steinkohle erzeugt demnach die gleiche Wärmemenge wie elektrische Heizung mit 8,141 kWh.

Außerdem gibt es
1 calIT = 4,1868 J, internationale Kalorie, International Table calorie
1 calth = 4,184 J, thermochemische Kalorie, thermochemical calorie
1 cal15 ≈ 4,1855 J, Kalorie für die Erwärmung von 14,5 °C auf 15,5 °C
1 erg = 10−7 J, cgs-Einheit
1 eV ≈ 1,60218 × 10−19 J, Elektronenvolt
1 Eh ≈ 4,35975 × 10−18 J, Hartree, atomare Einheit
1 Btu = 1055,06 J, Britische thermische Einheit nach ISO, British thermal unit, to heat 1 pound water from  63 °F to 64 °F
1 tSKE = 1 tce = 29,3076 × 109 J, Tonne Steinkohle-Einheit, tce, ton of coal equivalent, 7000 kcalIT 
1 tRÖL = 1 toe = 41,868 × 109 J, Tonne Rohöl-Einheit, toe, ton of oil equivalent, 10000 kcalIT 

Kalorie bzw. Kilokalorie [cal bzw. kcal] waren bis 1948 gesetzliche Einheiten und sind auch heute noch neben dem Joule als Maßeinheit für die Wärmemenge im Gebrauch. Schon 1850 wurde festgelegt, dass die Wärmemenge von einer Kilokalorie [1 kcal] ein Kilogramm Wasser um 1 °C erwärmt.

Vervielfachung von Maßeinheiten

Für die Tonne gilt  1 t = 1000 kg.  Die Einheit Mg (Megagramm) ist unzulässig, aber Mt (Megatonne) wird häufig verwendet.

Multiplikation von Leistungs- mit Zeiteinheiten

Die Leistungseinheit Watt (mit den oben genannten Vielfachen) ergibt durch Multiplikation mit einer Zeiteinheit eine Energieeinheit, z. B. ist 1 Ws = 1 J. Sehr gebräuchlich ist die Kilowattstunde:
1 kWh = 3600 kWs = 3,6 MJ. Neben der Sekunde [s] und der Stunde [h] wird das Gregorianische Jahr [a] mit 1 a = 365,2425 d = 31 556 952 s als Zeiteinheit verwendet. Damit ergibt sich zum Beispiel die Einheit Megawattjahr mit 1 MWa = 31,557952 TJ [Terajoule]. Der jährliche Verbrauch von 1tRÖL
(1 toe / a) kann in den täglichen Verbrauch von etwa 31,84 kWh / d umgerechnet werden.

Umrechnung von Energieeinheiten

Obige Angaben ermöglichen die Umrechnung von Energieeinheiten mit dem Taschenrechner.
Wer sich dieser Mühe nicht unterziehen will, kann zahlreiche "Umrechner" im Internet nutzen.
Angebote gibt es z. B. von International Energy Agency, Robert Fogt und unitconversion.org.

 


Letzte Änderung: 01.07.2017