Liste von Größenordnungen der Energie
Dies ist eine Zusammenstellung von Energiemengen verschiedener Größenordnungen zu Vergleichszwecken. Die Angaben sind oft als „typische Werte“ zu verstehen und sind in der Regel gerundet.
Grundeinheit der Energie im internationalen Einheitensystem ist 1 Joule (auch Wattsekunde; Einheitenzeichen J bzw. Ws), das Formelzeichen oft E. Gebräuchliche Einheiten sind auch Kilowattstunden (1 kWh = 3,6 MJ) und Elektronenvolt (1 eV = 1.602176634e-19 J).[1]
Yoktojoule – yJ
1 Yoktojoule = 10−24 J
- 6,09 yJ = 38 μeV = Energie eines Hyperfeinstruktur-Übergangs von Caesium, der zur Definition der Sekunde verwendet wird
Zeptojoule – zJ
1 Zeptojoule = 10−21 J = 1000 Yoktojoule
- 6 zJ = thermische Energie eines freien Teilchens bei Raumtemperatur (knapp 40 meV)
- 160 zJ = 1 eV = 1 Elektronenvolt = Energie eines Elektrons nach dem Durchlaufen der Spannung von 1 V
Attojoule – aJ
1 Attojoule = 10−18 J = 1000 Zeptojoule
- 0,5 aJ = 3,1 eV = Energie eines Photons violetten Lichts mit 400 nm Wellenlänge
- 4,36 aJ = 27,2 eV = 1 Hartree, der doppelte Wert der Bindungsenergie des Elektrons im Grundzustand des Wasserstoffatoms
Femtojoule – fJ
1 Femtojoule = 10−15 J = 1000 Attojoule
- 81,87 fJ = 511 keV = Ruheenergie eines Elektrons
Pikojoule – pJ
1 Pikojoule = 10−12 J = 1000 Femtojoule
Nanojoule – nJ
1 Nanojoule = 10−9 J = 1000 Pikojoule
- 100 nJ = 1 erg (CGS-Einheit für Arbeit, Energie oder Wärmemenge)
Mikrojoule – µJ
1 Mikrojoule = 10−6 J = 1000 Nanojoule
- 1,1 µJ = maximale Energie eines Protons im Large Hadron Collider
- 160 µJ = kinetische Energie einer Stubenfliege im Flug (80 mg, 2 m/s)
Millijoule – mJ
1 Millijoule = 10−3 J = 1000 Mikrojoule
- 48 mJ = kinetische Energie eines kleinen Hagelkorns (Masse 0,5 g), das mit einer Geschwindigkeit von 50 km/h fällt
- 205 mJ = Rotationsenergie eines Plattentellers (Masse 3 kg, Durchmesser 30 cm) bei 33,3 Umdrehungen pro Minute
Joule – J
1 Joule = 100 Joule = 1000 Millijoule
- 1 J = 1 Ws = 1 Nm
- 1 J = Arbeit des menschlichen Herzens pro Schlag
- 1 J = erwärmt 1 g Luft (ca. 830 ml Volumen) um 1 K bei 1013 hPa
- 1 J ≈ 0,278·10−6 kWh ≈ 0,278·10−3 Wh
- 1 J = 6,242·1018 eV
- 4,18 J = erwärmt unter Normbedingungen 1 g Wasser um 1 K (in veralteten Einheiten: = 1 cal)
- 7,5 J = maximal zulässige Mündungsenergie der Kugel eines frei erhältlichen Luftgewehrs in Deutschland
- 50 J = in Dugway Proving Ground beobachtete Energie eines Protons in der kosmischen Strahlung
- 73,5 J = kinetische Energie eines Menschen (75 kg) bei Schrittgeschwindigkeit (1,4 m/s)
- 98,1 J = Energie, um 1 Liter Wasser auf der Erde 10 m hochzuheben/pumpen
Kilojoule – kJ
1 Kilojoule = 103 Joule = 1000 Joule
- 1 kJ ≈ 0,278·10−3 kWh ≈ 0,3 Wh
- 2,06 kJ = Energie, um einen 70 kg schweren Menschen 3 m anzuheben
- 3,5 kJ = Mündungsenergie der Gewehrkugel der Patrone 7,62 × 51 mm NATO
- 4,18 kJ = erwärmt 1 kg Wasser um 1 K = 1 Kilokalorie
- 6 kJ = Energieverbrauch einer 100-W-Glühlampe in einer Minute
- 12 kJ = Energiegehalt einer Mignon-Zelle
- 38 kJ = physiologischer Brennwert, das heißt für den menschlichen Körper nutzbarer Energiegehalt, von 1 g Fett
- 386 kJ = kinetische Energie eines PKW (Masse 1 t) bei einer Geschwindigkeit von 100 km/h
Megajoule – MJ
1 Megajoule = 106 J = 1000 Kilojoule
- 2,3 MJ = physiologischer Brennwert von 100 g Schokolade
- 3,6 MJ = 1 Kilowattstunde (kWh) – Abrechnungseinheit für Energie wie Stromverbrauch, Heizleistung
- 6–7 MJ = täglicher Grundumsatz eines erwachsenen, 70 kg schweren Menschen
- 10–13 MJ = täglicher Energiebedarf des Menschen, Mittelwert, variabel nach Alter, Geschlecht und weiteren Faktoren
- 29,3 MJ = freiwerdende Energiemenge bei Verbrennung von 1 kg Steinkohle (Steinkohleeinheit – SKE)
- 41,9 MJ = freiwerdende Energiemenge bei Verbrennung von 1 kg Rohöl (Öleinheit – ÖE)
Gigajoule – GJ
1 Gigajoule = 109 J = 1000 Megajoule
- 1 GJ ≈ 278 kWh ≈ 0,3 MWh
- 11 GJ ≈ 3,1 MWh Bedarf an elektrischer Energie eines Zwei-Personen-Privathaushalts pro Jahr[2]
- 16 GJ = kinetische Energie eines Airbus A380 (Masse 500 t) bei einer Geschwindigkeit von 910 km/h
- 44 GJ = freiwerdende Explosionsenergie der zweitstärksten konventionellen Bombe GBU-43/B Massive Ordnance Air Blast (entspricht 10,5 t TNT)
- 86,4 GJ = 24 MWh = 1 Megawatttag – Energieabgabe eines 1-Megawatt-Kraftwerks an einem Tag, z. B. eine mittlere Windkraftanlage
- 184 GJ = freiwerdende Explosionsenergie der stärksten konventionellen Bombe FOAB (entspricht 44 t TNT)
Terajoule – TJ
1 Terajoule = 1012 J = 1000 Gigajoule
- 1 TJ ≈ 278 MWh
- 4,184 TJ = 1 Kilotonne TNT-Äquivalent
- 56 TJ = freiwerdende Explosionsenergie der Atombombe Little Boy über Hiroshima (entspricht 13,4 kt TNT)
- 79,1 TJ = Energie, die bei der Spaltung von einem Kilogramm Uran-235 frei wird
- 84 TJ = freiwerdende Explosionsenergie der Atombombe Fat Man über Nagasaki (entspricht 20 kt TNT)
Petajoule – PJ
1 Petajoule = 1015 J = 1000 Terajoule
- 1 PJ ≈ 278 GWh
- 31,5 PJ = 8760 GWh = 1 Gigawattjahr – Energieabgabe eines 1-Gigawatt-Kraftwerks in einem Jahr
- 89,9 PJ = vollständige Umwandlung von 1 kg Materie in Energie (E=m·c2)
- 210 PJ = Explosionskraft der stärksten Wasserstoffbombe (= 50 Mt TNT)
Exajoule – EJ
1 Exajoule = 1018 J = 1000 Petajoule
- 1 EJ ≈ 278 TWh
- 1 EJ = Energie eines Asteroideneinschlags mit 5 Mt (entspricht Cheops-Pyramide) und 20 km/s
- 11,2 EJ = Energie des Erdbeben von Valdivia 1960
- 14,0 EJ = Primärenergieverbrauch Deutschlands 2008[3]
- 508 EJ = Primärenergieverbrauch der Menschheit 2009[4]
Zettajoule – ZJ
1 Zettajoule = 1021 J = 1000 Exajoule
- 10,7 ZJ = von der Sonne auf die Erdoberfläche abgestrahlte Energie pro Tag (Sonnenenergie)
Yottajoule – YJ
1 Yottajoule = 1024 J = 1000 Zettajoule
- 3,9 YJ = von der Sonne auf die Erdoberfläche abgestrahlte Energie pro Jahr (Sonnenenergie)
- 5,8 YJ = Energie, die nötig wäre, um alles Wasser der Erde (1,39·109 km3) um 1 Kelvin zu erwärmen
- 386 YJ = Energiefreisetzung der Sonne pro Sekunde[5]
Höhere Größenordnungen
- 4,36·1028 J = kinetische Energie des Mondes
- 1,33·1029 J = gravitative Bindungsenergie[6] des Mondes. Energiemenge, die nötig wäre, um sämtliche Materie des Mondes wieder aus dem Gravitationsfeld des Mondes selbst zu entfernen und damit den Mond sozusagen vollständig in seine Einzelteile zu zerlegen. Umgekehrt ist das auch die Energiemenge, die frei wird, wenn sich eine riesige Staubwolke von der Masse des Mondes unter dem Einfluss der Gravitation zu einem Objekt wie dem Mond zusammenzieht.
- 2,45·1032 J = gravitative Bindungsenergie der Erde
- 2,7·1033 J = kinetische Energie der Erde (Rotation und Orbit um die Sonne)
- 1037 J = Energie einer Nova
- 1039 J = Energie, die nötig wäre, um die Erde auf 10 % der Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen
- 2,43·1041 J = gravitative Bindungsenergie der Sonne
- 1044 J = Energie einer Supernova (manchmal auch als foe bezeichnet)
- 1045 J = Energie, die nötig wäre, um die Sonne auf 10 % der Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen
- 1047 J = Energieabgabe eines Gammablitzes
Einzelnachweise
- CODATA Value: electron volt. In: The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. National Institute of Standards and Technology, 20. Mai 2019, abgerufen am 15. August 2019 (englisch).
- Pressemitteilung der Energieagentur NRW
- Energiestatistik „Primärenergieverbrauch nach Energieträgern“ (Memento des Originals vom 15. April 2010 im Internet Archive) Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. der Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen, Stand: Februar 2009, veröffentlicht auf der Seite des BMWI
- Key World Energy Statistics 2010 der Internationalen Energieagentur
- Bill Arnett: The Sun. In: The Nine Planets. Abgerufen am 4. Januar 2010.
- Siehe dazu Artikel zur gravitativen Bindungsenergie aus der englischsprachigen Wikipedia
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