Joule, Watt und Kalorie

Allgemeines

Das Gute vorweg.

Mit allen drei kann man einem Zahlenwert, die Bedeutung einer Energie (Joule, Kalorie), bzw. einer Leistung (Watt) verleihen.

Um hier thematisch den Fokus auf die Energie zu richten, muessen wir als das Watt (Leistung) mit der Zeit multiplizieren, um es dann hier mit Joule und Kalorie direkt vergleichen zu koennen.

Haeufig wird dann die WattSekunde (Ws) zur Umrechnung genutzt. Das finde ich hier nicht so gluecklich. Gebraeuchlicher ist bei Energiebetrachtungen die WattStunde (Wh), also das 3600-fache der Ws.

Joule und Watt sind die SI-Einheiten von Energie (Arbeit) und Leistung und Kalorie ist veraltet;-)

Die Kalorie als Energieangabe ist zwar veraltet, aber im Alltag bei der Angabe des Energieinhaltes von Nahrungsmittel und damit auch bei Diaeten, die uebliche Einheit.

Die Kalorie wird in diesem Zusammenhang sehr gebraeuchlich in kcal (KiloKalorien) angegeben.

Ebenso wird eine Energieangabe in Watt sehr gebraeuchlich in kWh (KiloWattStunden) angegeben.

Definitionen

James Prescott Joule (1818 − 1889) war britischer Physiker, Autodidakt und Brauereibesitzer

James Watt (1736 - 1819) war ein schottischer Erfinder.

Nicolas Clément Nicolas Clément (1779 - 1841) war französischen Ingenieur und nutze ab etwa 1824 das franzoesischen Wort calorie (Kalorie, lat. calor Waerme)

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

Der Zusammenhang zwischen Joule und Ws ist simpel, aber fuer die weiteren Betrachtungen merke ich mir lieber

1 kWh = 3.600.000 J = 3,6 MJ

Bei der Kalorie ist es etwas schwieriger. Die Waermemenge wurde in unzaehligen Experiemten auf Wasser bezogen. Da die spezifische Waermekapazitaet von Wasser, vom der Temperatur und vom Druck abhaengig ist, ist sie halt leider nicht konstant, sondern schwankt im fluessigen Zustand von ~4.174 (bei 35°C) bis ~4.217 (bei 100°C) bei Normaldruck. Als Normaldruck wird der Luftdruck im mittleren Bereich bezeichnet, der bei 1.013,25 hPa (mbar) liegt (0 Meter Meereshöhe).

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 eines cm3 Wasser von 14,5 °C auf 15,5 °C

Um einfacher rechnen zu koennen, hat sich 4,2 J = 1 cal bewaehrt.

Umrechnungen

Mir geht es hier nicht darum, die eine milliardste Umrechnungstabelle aufzustellen, sondern Groszenvergleiche zu finden, die es einem im Alltag erleichtern Energieangaben schneller, besser, ... miteinander zu vergleichen. Z. B. sowas

Die Verbrennung von 1 kg Steinkohle erzeugt demnach die gleiche Wärmemenge wie eine elektrische Heizung mit 8,141 kWh.

Eine Tafel Schokolade (100 g) hat etwa 500 kcal, also 0,58[3] kWh

1 kWh = 3600 kWs = 3,6 MJ

1 kcal = 4200 J = 0,0011[6] kWh

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