Was ist Joule?
Das Joule ist die SI-Basiseinheit der Energie. Es ist weltweit die Standardeinheit für Arbeit, Wärme und elektrische Energie in der Physik, Technik und wissenschaftlichen Messtechnik.
Praktische Anwendungen
Das Joule ist die SI-Einheit der Energie, die in Physik, Chemie und Ernährung (Nahrungsenergie wird in einigen Ländern in Kilojoule angegeben) verwendet wird. Elektrische Energie, mechanische Arbeit und Wärmeübertragung werden alle in Joule gemessen. Ein Joule ist die Energie zum Heben eines kleinen Apfels um etwa 1 Meter.
Geschichte
Benannt nach James Prescott Joule, dem englischen Physiker, der in den 1840er Jahren das mechanische Äquivalent der Wärme demonstrierte und zeigt, dass Wärme und mechanische Arbeit austauschbare Energieformen sind. Das Joule wurde 1960 als SI-Energieeinheit eingeführt.
Häufige Fehler
Verwechslung von Joule mit Watt — ein Joule ist eine Energieeinheit, während ein Watt eine Leistungseinheit ist (1 W = 1 J/s). Außerdem die Annahme, dass „Kalorie" und „Joule" ohne Umrechnung äquivalent sind: 1 cal = 4,184 J.
Was ist Elektronenvolt?
Ein Elektronvolt ist eine Energieeinheit, die der Arbeit entspricht, die ein Elektron bei einer Potentialdifferenz von einem Volt verrichtet, also etwa 1,602 × 10⁻¹⁹ Joule. Es wird in der Atomphysik, Teilchenphysik und Quantenmechanik verwendet.
Praktische Anwendungen
Das Elektronenvolt ist die Standardenergieinheit in der Teilchenphysik, Atomphysik und Halbleiterwissenschaft. Röntgenphoton-Energien werden in keV gemessen; sichtbare Lichtphotonen in eV (etwa 1,8–3,1 eV); Kernreaktionen in MeV; und Teilchenbeschleunigerenergien in GeV oder TeV.
Geschichte
Das Elektronenvolt kam Anfang des 20. Jahrhunderts mit der Entwicklung der Quantenmechanik und der experimentellen Atomphysik in Gebrauch. Als Physiker begannen, Energien von Elektronen und Photonen zu messen, lieferte das eV eine praktische Einheit, die viel kleiner als das Joule war, aber für subatomare Phänomene geeignet war.
Häufige Fehler
Verwechslung des Elektronenvolts mit einer Spannungseinheit — es ist eine Energieeinheit, die der kinetischen Energie entspricht, die ein durch eine Potentialdifferenz von einem Volt beschleunigtes Elektron gewinnt (1 eV = 1,602 × 10⁻¹⁹ J). Auch das Verwechseln der Skalenpräfixe (keV, MeV, GeV, TeV) bei der Diskussion verschiedener physikalischer Phänomene.
Wann wird diese Umrechnung verwendet?
Stromrechnungen verwenden Kilowattstunden, während Physikberechnungen Joule verwenden. Die Umrechnung zwischen beiden ist für Energieaudits, den Vergleich von Geräteeffizienz und das Verständnis des Stromverbrauchs unerlässlich.
Rechenbeispiele
1 Joule = 6.241509e+18 Elektronenvolt
1 Elektronenvolt = 1.602177e-19 Joule
Joule in Elektronenvolt umrechnen
Um Joule in Elektronenvolt umzurechnen, den Wert mit 6.241509e+18 multiplizieren.
Um Elektronenvolt zurück in Joule umzurechnen, mit 1.602177e-19 multiplizieren.
Messstandards
Das Joule ist die abgeleitete SI-Einheit der Energie, definiert als ein Kilogramm mal Meter-Quadrat pro Sekunde-Quadrat (kg·m²/s²). Die Kilowattstunde, gleich genau 3,6 Megajoule, ist vom BIPM für die Verwendung neben SI-Einheiten bei der praktischen Strommessung zugelassen.
Wussten Sie?
Ein einzelner Blitz setzt etwa 1 bis 5 Gigajoule Energie frei, aber nur ein kleiner Bruchteil erreicht den Boden als elektrischer Strom. Der Großteil der Energie dissipiert als Licht, Wärme und die Schockwelle des Donners.
Schnellreferenz: Joule in Elektronenvolt
| Joule | Elektronenvolt |
|---|---|
| 0.1 | 6.241509e+17 |
| 0.5 | 3.120755e+18 |
| 1 | 6.241509e+18 |
| 2 | 1.248302e+19 |
| 5 | 3.120755e+19 |
| 10 | 6.241509e+19 |
| 25 | 1.560377e+20 |
| 50 | 3.120755e+20 |
| 100 | 6.241509e+20 |
| 250 | 1.560377e+21 |
| 500 | 3.120755e+21 |
| 1,000 | 6.241509e+21 |
Häufige Werte
| Joule | Elektronenvolt | |
|---|---|---|
| Eine Nahrungskalorie (1 kcal) | 4,184 Joule | 2.611447e+22 Elektronenvolt |
| Eine AA-Batterie | 9,360 Joule | 5.842052e+22 Elektronenvolt |
| Einen Wasserkocher aufkochen | 420,000 Joule | 2.621434e+24 Elektronenvolt |
| Tägliche Ernährung (2000 kcal) | 8,368,000 Joule | 5.222895e+25 Elektronenvolt |
| 1 Gallone Benzin | 131,760,000 Joule | 8.223812e+26 Elektronenvolt |
Verfügbare Energie-Einheiten
Weitere Joule-Umrechnungen
- Joule in Kilojoule umrechnen
- Joule in Kilowattstunde umrechnen
- Joule in Kalorie (thermochemisch) umrechnen
- Joule in Kilokalorie (diätetisch) umrechnen
- Joule in Wattstunde umrechnen
- Joule in Megajoule umrechnen
- Joule in Elektronenvolt umrechnen
- Joule in Britische Wärmeeinheit umrechnen
- Joule in Therm (US) umrechnen
Annahme: calorie = thermochemische Kalorie und therm = US-Therm.