Auf allen Lebensmittelverpackungen finden sich Nährwertangaben. Die in dem betreffenden Lebensmittel enthaltene Energie wird dabei in Joule angegeben. Doch auch der Stromzähler setzt auf diese Einheit der Energie.
Joule: Definition der Energieeinheit
Wer sich an den Physikunterricht erinnert, denkt vielleicht auch an die mechanische, kinetische oder elektrische Energie. Die jeweils aufgewendete Energiemenge wird dabei unabhängig von der Energieart immer in Joule angegeben. Namensgeber für die Einheit war James Prescott Joule, seines Zeichens nach Physiker.
Ein Joule ist die Menge an Energie, die nötig gebraucht wird, um einen Weg von einem Meter mit einer Kraft von einem Newton zurückzulegen. Auch das Erbringen einer Leistung mit einer Stärke von einem Watt über eine Sekunde ist ein Joule. Daher stammen auch die beiden anderen Bezeichnungen „Newtonmeter“ und „Wattsekunde“.
Bei Lebensmitteln wurde die Energie früher in Kalorien angegeben. Die Einheit Joule hat die Kalorie abgelöst, wobei sich die Joule-Angaben stets auf 100 Gramm des Lebensmittels beziehen. Vielfach wird diese Energie auf eine Portion oder eine geringer Grammzahl gerechnet, was beispielsweise bei einer Schale Müsli der Fall ist.
Überall ist Energie: Beispiele für Joule-Angaben
Ein Joule wird beispielsweise benötigt, um eine Tafel Schokolade, wenn diese 100 g wiegt, einen Meter hochzuheben.
Ebenfalls ein Joule braucht ein Gegenstand mit zwei Kilogramm Gewicht, der aus dem Ruhezustand bewegt wird und der dabei eine Geschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde erreicht.
Leuchtet eine LED-Leuchte für eine Sekunde und hat diese ein Watt Leistung, braucht man ein Joule.
Übrigens braucht auch das menschliche Herz zum Schlagen pro Sekunde ein Joule, wenn dabei die Leistung von einem Watt zugrunde gelegt wird. Die verschiedenen Angaben und Formen der Energie können ineinander umgerechnet werden, sodass sich immer dieselbe Basis ergibt.
Nötig ist diese Umrechnung unter anderem bei der Angabe von Daten zur Wärmeenergie. Sie wird aus elektrischer Energie erzeugt, die Einheit muss entsprechend umgerechnet werden: Die Energiemenge wird aber zumeist nicht in Joule angegeben, sondern in Kilo- oder Megajoule.
10.000 Kilojoule werden benötigt, wenn eine Badewanne mit ca. 100 Liter Wasser gefüllt und dieses Wasser danach erwärmt wird. Ein anderes Beispiel ist der Radfahrer mit einem Körpergewicht von 70 kg, der eine halbe Stunde auf seinem Rad strampelt. Er verbraucht in dieser Zeit rund 1.500 Kilojoule.
Diese Formel wird für die Umrechnung benötigt
Die Leistung von einem Watt, die innerhalb einer Stunde erbracht wird, wird als eine Wattstunde bezeichnet. Eintausend Wattstunden ergeben eine Kilowattstunde.
In dieser Einheit wiederum wird die Leistung von Heizungsanlagen angegeben. Bringt sie eine Wärmeenergie von 1000 Kilowatt, ergibt das eine Kilowattstunde. Das sind 3.600.000 Joule.
Die zugehörige Formel lautet:
1000 Wattstunden x 3600 Joule = 3.600.000 Joule
Kilowattstunden als Einheit sind überall im Haushalt anzutreffen: Staubsauger, Kühlschrank, Mikrowelle und weitere elektrische Geräte werden mit Kilowattstunden angegeben.
Ein Beispiel: Der Staubsauger hat einen Verbrauch von 2.000 Watt und hat nach zwei Arbeitsstunden 4.000 Wattstunden verbraucht.
