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WATT is los?

SI-Einheiten

Mit SI-Einheiten bezeichnet man das die Basiseinheiten des internationalen Einheitensystems. Der Name kommt vom Französischen "Système International d'Unités." Das SI wurde von der Allgemeinen Konferenz über Gewichte und Masse (begründet durch den Meter-Vertrag am 20. Mai 1875) etabliert. Verwaltet und fortgeschrieben wird das System heute vom Bureau International des Poids et Mesures in Sèvres (Frankreich). Sowohl die International Standardization Organization (ISO) als auch die International Union of Pure and Applied Physics (IUPAP) stellen internationale Empfehlungen für den Gebrauch des SI zusammen, die auf nationaler Ebene dann verbindlich festgelegt sind (in Dutschland durch die Deutsche Industrienorm DIN).
 

Das SI besteht aus den folgenden Basiseinheiten:

Basisgrösse               Name                    Zeichen

Länge                           Meter                      m 

Masse                          Kilogramm              kg

Zeit                               Sekunde                   s

elektr. Stromstärke      Ampere                    A

thermodyn.Temp.        Kelvin                      K 

Stoffmenge                    Mol                          mol

Lichtstärke                    Candela                    cd 

 Bsp.:

 m/s2 für die Beschleunigung

 m/s für die Geschwindigkeit

 Joule für die Energie

 Newton und Pascal für Kraft und Druck.

Kraft

Jede beliebige Ursache, die den Ruhe- oder Bewegungszustand eines Körpers verändert, ist eine Kraft.  

Jede Kraft hat eine Stärke und eine Richtung.

Sie berechnet sich als

Kraft = Masse·Beschleunigung.

Die Einheit, mit der die Kraft angegeben wird,

ist

Newton.

Newton (N)

Nach dem Physiker Sir Isaac Newton benannte SI-Einheit der Kraft.

1 N entspricht der Kraft, die einem Körper der Masse 1 kg die Beschleunigung 1 m/s2 erteilt.

1 N = 1 kg m/s2

Newton (N)

Definition: Newton (N) ist die Maßeinheit für Kraft, zum Beispiel Gewichtskraft (Gewicht). Die Gewichtskraft, die 1 Kilogramm Masse auf der Erde erfährt, beträgt 9,81 Newton.

Joule (J)

Joule ist eine Maßeinheit für Energie, mechanische Arbeit (Kraft mal Weg) und Wärmemenge (Wärme).

Joule ist die Einheit, in der Energie und Arbeit angegeben werden.

Joule wird aus den SI-Einheiten kg, m und s hergeleitet: J = kg·m2/s2 = N·m

Identisch mit Joule (J) sind Newtonmeter (Nm) und Wattsekunde (Ws): 1 J = 1 Nm = 1 Ws.

1 Joule = 1 Newtonmeter = 1 Wattsekunde

1 J = 1 Nm = 1 Ws

1000 Joule bezeichnet man als 1 Kilojoule (kJ)

1 Million Joule als 1 Megajoule (MJ)

Die Arbeit von 1 Joule wird zum Beispiel verrichtet, wenn man einen Körper mit der Gewichtskraft 1 Newton um 1 Meter hochhebt.

Weitere Maßeinheiten, die dem Joule gleichgestellt sind, sind Newtonmeter (Nm) und Wattsekunde (Ws).

Joule

ist mit den Grundeinheiten dadurch verknüpft, dass 1 J = 1 kg m2/s2 ist. Diese Kombination ist keineswegs offensichtlich, aber ähnliche Verknüpfungen machen wir, wenn wir Flächen in m2 (Länge mal Länge) oder Geschwindigkeiten in m/s (Länge dividiert durch Zeit) messen.

kWh

 Die Kilowattstunde ist eine Energieeinheit, da die Leistung (W) wieder mit einer Zeiteinheit (h) multipliziert wird. Eine Kilowattstunde entspricht 3.6 Millionen Joule, oder 3.6 Megajoule (MJ).

Energie

Energie ist physikalisch gesehen das Vermögen, Arbeit zu leisten. Energie kann in verschiedenen Formen existieren (Wärmeenergie und Bewegungsenergie zum Beispiel) und kann von einer Form in eine andere umgewandelt werden. Die Einheit für Energie ist das Joule (J), gebräuchlich ist aber auch die Kilowatt-Stunde (kWh).

 Arbeit = Leistung /(durch) Zeit

Watt = Joule /(durch) Sekunde = Watt x Sekunde = Joule

Energie:

Innewohnendes "Arbeitsvermögen" eines Stoffes bzw. nötiger Aufwand, um einen Prozess eine Zeitlang ablaufen zu lassen. Gleiche Bedeutung haben jeweils die Einheiten (ggf. ineinander umzurechenen):

1 Joule (J) = 1 Wattsekunde (Ws)

1 Kilowattstunde (kWh) = 1.000 * 60 * 60 Joule

1 Tonne Steinkohleeinheiten (t SKE) = 8140 kWh,

was dem Energieinhalt einer Tonne Steinkohle entspricht

Leistung:

"Rate" mit der Energie verbraucht oder erzeugt wird.

1 Watt (W) = 1 Joule/Sekunde (J/s)

Eine Glühbirne hat z. B. eine Leistungsaufnahme von 100 Watt. Pro Sekunde müssen also 100 Joule zugeführt werden, damit die Glühbirne mit der erwarteten Helligkeit brennt. Leuchtet sie eine Stunde lang, so hat sie dabei die Energiemenge von 100 Wh = 0,1 kWh verbraucht.

Ein Mittelklassewagen hat eine Leistung von ca. 70 kW, ein Großkraftwerk kann 1 GW elektrische Energie erzeugen.

Denn die gefahrenen KM die im Cockpit angezeigt werden, sind nicht Drehzahlunabhängig. Wenn man den Widerstand (Watt) leicht einstellt, aber schnell Tritt (RPM), werden auch viele KM angezeigt. Die tatsächliche Energieleistung ist aus der KM-Anzeige nicht zu erkennen.

Die Watt-Anzeige zeigt nur die momentan erbrachte Leistung an.

Aber die addierten Wattwerte sind die KJ.

Wenn man eine halbe Stunde mit 100 Watt tritt, sind das (da Arbeit = Leistung x Zeit), umgerechnet in Wattsekunden oder Joule:
E = 100 W x 1800 sek = 180.000 J

Also genau 180 kJ

Diese 180kJ sind die verrichtete Arbeit.

Der Körper muss aber wesentlich mehr Energie aufwenden. Er arbeitet nur mit einer (üblichen) Ausbeute von 20-30%.

Um 1 kJ Arbeit zu verrichtet,

verbrennt man also 3,3 bis 5 kJ.

Schöner Zufall:

1 Joule ist 0,2388459 Kalorien.

Also ungefähr ein viertel. Genau wie die Energieausbeute des Körpers.

Für jedes "erfahrene" kJ verbrennt der Körper also ungefähr eine kCal.