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Joule Rechner

Bei Joule handelt es sich nicht um eine Einheit, die viele Menschen im Alltag verwenden. Obwohl sie in den gewöhnlichsten Prozessen eine Rolle spielt, wie beim Essen, wissen die Wenigsten mit der Messgröße umzugehen. Physiker messen Energie, Arbeit und Wärmemenge anhand dieser Einheit. Wie gehen Sie vor, wenn Sie Joule berechnen? Die unkomplizierteste Möglichkeit ist die, einen Joulerechner zu verwenden.

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Wie gelingt Ihnen die Rechnung?

Die vorliegende Anwendung nimmt Ihnen die gesamte Rechnung ab. Sie ist in drei Kategorien unterteilt – Geschwindigkeit, Energie und Kugelgewicht. Dabei ist die Geschwindigkeit in Meter pro Sekunde und Fuß pro Sekunde angegeben, die Energie in Joule und das Kugelgewicht in Gramm. Sind mindestens zwei der Einheiten bekannt, berechnet die Applikation für Sie die fehlende.

Möglich ist die Kombination aus Geschwindigkeit und Kugelgewicht ebenso wie die von Energie und Kugelgewicht. Ohne Angabe des Letzteren erfolgt kein Ergebnis, da es nicht aus den gegebenen Größen ermittelbar ist.

Geben Sie die Werte in das entsprechende Feld ein und klicken Sie auf den Button "Berechnen". Dieser befindet sich unter dem leeren Feld, in dem Sie das Ergebnis Ihrer Berechnung angezeigt bekommen. Das Resultat erscheint innerhalb weniger Sekunden. Dabei sind die Werte für Geschwindigkeit, Kugelgewicht und Energie untereinander aufgelistet. Benötigen Sie einen Ausdruck der mit dem Joulerechner ermittelten Werte, betätigen Sie nach der Anwendung den Button "Drucken".

Die Energie in Joule ergibt sich, wenn Sie die Geschwindigkeit einer Aktivität in Meter pro Sekunde quadrieren, mit dem Gewicht des Objekts in Kilogramm multiplizieren und dies durch zwei dividieren. Um die notwendige Energie für das Heben eines Buches zu ermitteln, gehen Sie von dem Gewicht der Publikation und der Höhe aus, auf die Sie es zu bringen beabsichtigen. Diese Berechnung ist in der Industrie, beispielsweise für die Konstruktion von Kränen und Flaschenzügen wichtig.

Eine mögliche Rechnung sieht folgendermaßen aus: Eine Geschwindigkeit von 897 Meter pro Sekunde entspricht 2.942,91 Fuß pro Sekunde. Bei einem Gewicht von 4523 Gramm beträgt die Energie 1.819.623,25 Joule.

Die Geschwindigkeit erhalten Sie, wenn Sie diese Gleichung umgekehrt anwenden. Bei einem Gewicht von 57 Gramm und einer Energie von 352 Joule beträgt die Geschwindigkeit 111,13 Meter pro Sekunde, das entspricht 364,61 Fuß pro Sekunde. Ein Buch, welches 57 Gramm wiegt, würde bei einem Energieaufwand von 352 Joule 111,13 Meter pro Sekunde gehoben.

 

Joule berechnen – Anwendung in der Praxis

Heute verwendet die Wissenschaft ergänzend die Begriffe Newtonmeter und Wattsekunde. Ein Newton multipliziert mit einem Meter ergeben ein Joule, ebenso wie ein Watt mit einer Sekunde malgenommen. Es ist folglich die aufgewendete Energie, die notwendig ist, um einen Meter Strecke mit einem Newton Kraft zu absolvieren. Ebenso jene, um eine Sekunde lang eine Leistung von einem Watt zu erreichen, beispielsweise für die Verwendung einer Glühbirne.

In seiner Eigenschaft als Einheit der Wärmeenergie verwendet der öffentliche Raum die Größe zur Angabe des Heizwertes eines Brennstoffes. Es gibt an, wie viel Wärme ein Stoff abgibt. Bei der Beschreibung chemischer Prozesse kommt diese Definition ebenfalls zum Tragen.

Anhand von Joule berechnen Sie zudem die Energie, die wir benötigen, um:

  • im Alltag Dinge zu heben,
  • den Ofen zu beheizen,
  • Fahrrad zu fahren
  • oder die Kraft von Waffen zu bestimmen.

In der Medizin findet Joule beispielsweise Anwendung, wenn es darum geht, die Stromimpulse eines Defibrillators zu messen.

Möglicherweise ist Ihnen aufgefallen, dass diese Messgröße auf den Verpackungen vieler Lebensmittel zu lesen ist. Das liegt daran, dass Sie den in der Nahrung enthaltenen Energiewert anhand dieses Wertes ermitteln. Gleiches gilt für den täglichen Energiebedarf des Menschen, der mit dem Körper wächst. Zum Vergleich: Ein Säugling hat einen Tagesbedarf von 2.300 Joule, bei einem knapp einjährigen Kind sind es 4.200 und im Alter von acht Jahren 8.800 Joule.

Ab der Pubertät hängt die aufzubringende Energiemenge von Geschlecht und Aktivität ab. Männer bedürfen höherer Mengen als Frauen und Menschen, die aktiv sind, mehr als passive. Schwangere und stillende Mütter haben einen besonders hohen Verbrauch und Senioren einen niedrigeren Bedarf als jüngere Erwachsene. Der Joulerechner unterstützt Sie bei der gesunden Ernährung.

Im Sportbereich misst Joule die Energie, die nötig ist, um eine bestimmte Sportart zu betreiben. Fußball verbraucht etwa 2268 Joule pro Stunde. Beim Spazierengehen investieren Sie lediglich 756 Joule. Für Hausfrauen ist vor allem interessant zu wissen, dass die Hausarbeit 1.134 Joule aufzehrt. Besonders hoch ist die aufzubringende Energie beim Schwimmen, hier beträgt sie 3.024 Joule. Je nach Sportart ist bei der Ernährung idealerweise auf einen Ausgleich im Energiehaushalt zu achten.

 

Zur Entwicklung der Einheit Joule

Benannt ist das Maß der Arbeit nach dem britischen Physiker James Prescott Joule. 1843 kam er zu der zu diesem Zeitpunkt nicht völlig neuen Erkenntnis, dass es nicht möglich ist, Energie zu erzeugen oder zu vernichten. Durch den sogenannten Joule-Versuch stellte er die Gleichheit von Arbeit und Wärme fest.

Da Robert Mayer bereits früher diese Ansicht vertreten hatte, kam es zwischen den beiden Wissenschaftlern zum Streit. Diesen gewann Joule für sich, da seine Publikationen als wissenschaftlicher aufgefasst wurden und Mayer Arzt statt Physiker war. Aufgrund des Ausgangs dieses Streites erhielt die Einheit den Namen Joule.

Am 31. August 1889 fand in Paris der zweite Internationale Elektrizitätskongress statt. Die Teilnehmer entschieden, Joule als von anderen abgeleitete Einheit der Wärmemenge zu kanonisieren. In den folgenden Jahren definierten Wissenschaftler Joule wiederholt neu. Bei der Generalkonferenz für Maß und Gewicht 1946 einigten sich die Anwesenden darauf, die Definition durch die Arbeit zu erweitern.

Die zwei Jahre später folgende Konferenz führte dazu, dass das Maß zudem anstelle von Kalorien Anwendung fand. Teil des Internationalen Einheitensystems, welches die Meterkonferenz verwaltet, ist der Messwert seit 1960.

Wenngleich die Ermittlung diese Einheit nicht zum Alltag von gewöhnlichen Menschen gehört, ist für die Praxis das Gegenteil der Fall. Diese ist mit beinahe jeder Beschäftigung verbunden, die Sie am Tag durchführen. Das Drücken des "Berechnen"-Buttons am Joulerechner bedarf eines Energieaufwandes, der in dieser Einheit angegeben ist.





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