Die Energieeinheiten und ihre Entsprechungen
| Einheit | Symbol | In Joule |
|---|---|---|
| Kilowattstunde | kWh | 3.600.000 J |
| Joule | J | 1 JBasiseinheit |
| Kilojoule | kJ | 1.000 J |
| Kilokalorie | kcal | 4.184 J |
| Kalorie | cal | 4,184 J |
| Wattstunde | Wh | 3.600 J |
| Megajoule | MJ | 1.000.000 J |
| Britische Wärmeeinheit | BTU | 1.055 J |
Häufige Fragen
Ist die Kilowattstunde eine Leistungseinheit?
Nein, sie ist eine Energie. Das Kilowatt ist eine Leistung, also ein Strom; die Kilowattstunde ist das, was dieser Strom in einer Stunde liefert. Ein Heizgerät mit 2 kW, drei Stunden eingeschaltet, verbraucht 6 kWh, und diese Menge zählt die Rechnung. Eine Kilowattstunde beträgt genau 3 600 000 Joule, also 3,6 Megajoule, denn eine Stunde hat 3600 Sekunden.
Warum stehen auf einem Etikett Kalorien und Kilokalorien?
Weil die Kalorie der Ernährungslehre, im amerikanischen Gebrauch großgeschrieben, in Wahrheit eine Kilokalorie ist, also tausend physikalische Kalorien. Ein Joghurt mit 100 Calories enthält demnach 100 kcal, das heißt hunderttausend Kalorien im Sinne des Physikers. Die europäische Verordnung 1169/2011 verlangt beide Angaben, erst Kilojoule, dann Kilokalorien, was die Zweideutigkeit beseitigt: 100 kcal sind auch 418 kJ.
Wie viele Joule hat ein BTU?
Ein BTU sind 1055,05585262 Joule in der internationalen Definition, die den Klimatechniktabellen zugrunde liegt. Es ist die Energie, die ein Pfund Wasser um ein Grad Fahrenheit erwärmt. Man begegnet ihm meist als Leistung: eine Klimaanlage mit 12 000 BTU pro Stunde leistet 3,517 Kilowatt, und dieselbe Maschine wird je nach Kontinent unter dem einen oder anderen Etikett verkauft.
Kilowattstunde oder Kilowatt-Peak auf einem Solarangebot?
Das Kilowatt-Peak misst eine Leistung, keinen Ertrag. Es ist das, was ein Modul unter genormten Prüfbedingungen liefert, tausend Watt je Quadratmeter bei fünfundzwanzig Grad, also eine Laborsonne. Die Kilowattstunde misst, was die Anlage über ein Jahr tatsächlich erzeugt. In mittleren Breiten bringt ein Kilowatt-Peak je nach Region und Ausrichtung zwischen 1000 und 1300 Kilowattstunden im Jahr: eine 3-kWp-Anlage erzeugt somit etwa 3000 bis 3900 kWh.
Was ist ein Therm auf einer Gasrechnung?
Eine angelsächsische Einheit von hunderttausend BTU, also 105,5 Megajoule oder 29,3 Kilowattstunden. Das Vereinigte Königreich und die Vereinigten Staaten rechnen Gas in Therms ab, während Kontinentaleuropa in Kilowattstunden abrechnet, was Preisvergleiche irreführend macht, solange beide nicht auf dieselbe Einheit gebracht sind. Bei gleicher Energie kostet ein Therm so viel wie neunundzwanzig ein Drittel Kilowattstunden.
Wärme und Arbeit sind dasselbe
James Joule wies es um 1845 nach, indem er ein Schaufelrad in einem Fass Wasser drehen ließ, angetrieben von einem sinkenden Gewicht. Das Wasser erwärmte sich genau im Verhältnis zur geleisteten Arbeit, und die Wärme war keine eigene Substanz mehr, sondern eine Form von Energie. Darum genügt eine einzige Einheit für eine Mahlzeit, eine Stromrechnung und den Hub eines Kolbens, und darum ist der Übergang zwischen ihnen ein schlichter Faktor.
Die Größenordnungen täuschen dennoch. Ein Joule ist winzig: ungefähr die Energie, um einen Apfel einen Meter anzuheben. Eine Kilowattstunde sind 3,6 Millionen davon und lassen einen Kühlschrank einen Tag laufen. Eine Ernährung mit 2000 Kilokalorien täglich entspricht 8,4 Megajoule, also 2,3 Kilowattstunden, weniger als ein Trocknergang. Energetisch verbraucht ein menschlicher Körper somit so viel wie ein großes Haushaltsgerät.