Einheiten und paar interessante Umrechnungen

Hallo,

neulich sind mir in einem Faden wieder ein paar Schreibweisen von Einheiten und Mix verschiedener Größen aufgestoßen, wollte da aber den Fluß nicht stören. Also mal hier
ne kleine Physikstunde zum Nachschlagen:

Energie ist die gespeicherte Fähigkeit Arbeit zu verrichten. Leistung gibt an, wie schnell diese Energie umgesetzt oder übertragen wird. Energie kann zu 100% in Wärme umgewandelt werden, umgekehrt nicht, Energie kann umgekehrt nur mit einem von der Temperaturdifferenz abhängigen Wirkungsgrad aus dem Transfer von Wärme von einem warmen in ein kaltes Reservoir gewonnen werden (Carnot-Wirkungsgrad).

Die typische Einheit für Leistung bei uns hier ist das Watt, abgekürzt W

Da Leistung Energie pro Zeit ist, ist Energie umgekehrt Leistung x Zeit, also z.B. Watt*Stunde oder kurz Wh. Die Einheiten für Energie können 1:1 auch für Arbeit und Wärme genutzt werden. Eine andere Einheit für Energie (speziell Wärme) ist das Joule, kurz J.

Gängige Kürzel für Faktoren:
k (klein geschrieben! kilo), M (mega), G (giga), T (tera), ... und in die andere Richtung, weniger häufig benötigt, m (klein! milli), \mu (10-6), n (nano), p (pico), ...

Also:

Energie in Form von Strom: kWh

kleines k für 1000, W für Watt und h für Stunde und das alles multipliert. Je länger die Lampe brennt, desto teurer. Nicht km/h, nicht kW/h, nicht KWh, nicht KW/h, nicht KWH :wink: kW/h wäre Leistung pro Stunde statt Leistung mal Stunde und macht einfach keinen Sinn.

Im PV Bereich noch interessant: kWp steht für die maximale Leistung eines Moduls unter Standardbedingungen (p für peak).

Für Akkus: Kapazität entweder als Ladung: Ah (also Strom mal Zeit) oder Energie (kWh), beides hat seine Berechtigung. Und die Leistung in typisch kW mit der man den Akku laden oder entladen kann - was neben den Zellen auch von der Elektronik begrenzt sein kann - ist eine weitere interessante Größe. Bei Energiecontainern sind es dann eher MW und MWh und beides ist verschieden und interessant!

Paar Umrechnungen/Zahlen von Interesse:

  • Eine Wattsekunde, 1 Ws ist ein Joule, eine kWh sind 3600 kWs = 3 600 000 Ws = 3.6 MJ
  • Einen Kubikmeter Wasser um ein Grad erwärmen: 1.16 kWh
  • Einen Kubikmeter Beton um ein Grad erwärmen: etwa 0.6 bis 0.72 kWh
  • Einen Kubikmeter Luft (das sind etwa 1.2 kg) um ein Grad erwärmen: etwa 0.34 Wh (nicht kWh!)
  • Eine Tonne einen Meter hoch heben: 2.73 Wh
  • Eine Tonne Eis schmelzen: 93 kWh

Noch bischen mehr:

  • Die elektrische Leistung ist das Produkt aus Spannung und Strom: 1 Watt = 1 Ampere * Volt oder kurz 1W = 1VA, elektrische Energie also Strom mal Spannung mal Zeit
  • Kinetische Energie: E = 1/2 m*v^2 (Masse mal Quadrat der Geschwindigkeit)
  • Potentielle Enerige: E = mgh (Masse mal (Erd)beschleunigung mal Höhendifferenz)
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Warum wird bei kilo das k klein geschrieben, bei mega, giga, tera aber groß?

gute Frage, nächste Frage … Kann ich Dir auch nicht sicher beantworten. Vielleicht um Verwechslungen mit der Einheit K (Kelvin) zu vermeiden.

Ende 17xx wurde das k bei Einheiten kleingeschrieben, da gab es Mega&Giga noch nicht. Und weil die große Einheiten darstellen, darum M &G oder auch Terra

Ich fürchte nur, dass es bei denen, die das immer wieder falsch schreiben (z.B. kW/h und dessen Brüder und Schwestern), auch nichts nützt. Da fehlt es einfach an ein paar Grundlagen, die auch dein Text hier nicht herbeizaubern kann.

Definition.
Oder auch: Das grosse K ist belegt: für Kelvin (Temperatur)

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Aber es genügt statt ellenlanger erklärungen ein Link hierhin.
Was bei manchen dann auch wieder schlecht ankommt...

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Leider liest man das auch immer wieder in Zeitungen und teils sogar in Fachartikeln, dass da Einheiten für Leistung und Energie, aber auch für andere physikalische Größen wie Geschwindigkeit (Stundenkilometer :thinking:), Spannung, Strom, elektr. Widerstand etc. etc. durcheinander gehen. Mir dreht sich da immer der Magen um und man weiß gleich, mit welchem Expertenniveau man da so zu tun hat. Interessant und oft gebraucht für die Energie ist noch die Ws, denn die ist gleich einem Joule (J). Es gibt auch noch die cal (Kalorie) und vor allem die kcal.

Auch gerne durcheinandergebracht: Kapazität (eines Akkus/Batterie) in Ah, oft auch in kWh angegeben, was aber NICHT das gleiche ist. Die reinen Ah berücksichtigen nicht die Spannung, beim Messen des Energieinhalts (Arbeitsvermögen) wird die Spannung mitberücksichtigt. Bei gleicher Stromstärke sind ja durchaus verschiedene Leistungen möglich - nämlich abhängig von der Spannung, da Leistung P = U*I in VA (Volt-Ampere) oder W (Watt). VA wird i.d.R. für die Scheinleistung genutzt und W für die Wirkleistung. In der Scheinleistung ist der Blindleistungsanteil enthalten, der bei kapazitiven oder induktiven Lasten anfallen kann. Die Blindleistung ist keine Wirkleistung (leistet keine Arbeit), sondern belastet nur die Leitung durch einen Blindstrom (z.B. Aufladen eines Kondensators - wo der Strom der Spannung vorauseilt). Aber das führt jetzt hier schon wieder zu weit...