Joule
SI-Einheit der Energie, benannt nach dem Physiker James Prescott Joule.
Was ist ein Joule?
Das Joule (Einheitenzeichen: J) ist die SI-Einheit der Energie, der Arbeit und der Wärmemenge. Es ist benannt nach dem britischen Physiker James Prescott Joule (1818–1889), der wesentlich zur Erforschung des Zusammenhangs zwischen Wärme und mechanischer Arbeit beigetragen hat.
Definition
Ein Joule ist die Energie, die aufgewendet wird, um:
- eine Kraft von 1 Newton über eine Strecke von 1 Meter auszuüben
- eine elektrische Leistung von 1 Watt für 1 Sekunde zu erbringen
1 J = 1 N·m = 1 W·s = 1 kg·m²/s²
Umrechnungen
| Einheit | Umrechnung |
|---|---|
| 1 kWh | 3.600.000 J (3,6 MJ) |
| 1 kJ | 1.000 J |
| 1 MJ | 1.000.000 J |
| 1 cal | 4,1868 J |
| 1 eV | 1,602 × 10⁻¹⁹ J |
Joule in der Energietechnik
In der Energietechnik wird statt Joule häufig die Kilowattstunde (kWh) verwendet, da sie für größere Energiemengen anschaulicher ist:
- Ein Batteriespeicher mit 100 kWh speichert 360 MJ Energie
- Der Heizwert von 1 Liter Heizöl beträgt ca. 35,9 MJ (≈ 10 kWh)
- Der tägliche Energiebedarf eines durchschnittlichen Haushalts liegt bei ca. 36 MJ (10 kWh)
James Prescott Joule
Joule wies experimentell nach, dass Wärme eine Form von Energie ist und dass mechanische Arbeit in Wärme umgewandelt werden kann (und umgekehrt). Sein berühmtes Paddelrad-Experiment (1845) legte den Grundstein für den Ersten Hauptsatz der Thermodynamik – den Energieerhaltungssatz.
Abgrenzung zu Watt
- Joule ist eine Energieeinheit (Menge)
- Watt ist eine Leistungseinheit (Energie pro Zeiteinheit)
- 1 W = 1 J/s
Eine Glühbirne mit 60 W verbraucht pro Sekunde 60 Joule Energie.