Energie umrechnen

So funktioniert der Energie umrechnen

Der Energie-Umrechner bringt die drei Welten der Energie zusammen, die Küche, den Stromzähler und die Physik: Kilokalorien in Kilojoule, kWh in Joule, Kalorien, Wattstunden, Megawattstunden und die amerikanische BTU, alles gegeneinander. Der erste Kasten rechnet frei mit Faktor und Tabelle, die beiden anderen beantworten die Dauerfragen: Wie viel Megawattstunden sind x Kilowattstunden, für Stromverbrauch und Energieausweis, und wie viel Kalorien sind x Joule, für den Physikunterricht. Das ist der Rechner für die Nährwerttabelle, auf der kJ neben kcal steht, die Stromrechnung, den Energieausweis in kWh je Quadratmeter, die Heizung in BTU aus dem amerikanischen Katalog und die Frage, wie viele Tafeln Schokolade eine Kilowattstunde sind.

Merksatz: Eine Kilokalorie sind 4,184 Kilojoule, eine Kilowattstunde 3,6 Millionen Joule oder 860 Kilokalorien. Die Eselsbrücke: Die "Kalorie" auf der Verpackung ist immer die Kilokalorie, und eine Kilowattstunde Strom entspricht der Energie von drei Tafeln Schokolade.

Drei Beispiele:

• Schokoriegel mit 250 kcal: 1.046 Kilojoule; der Tagesbedarf von 2.000 kcal sind 8.368 kJ oder 2,324 kWh.
• Jahresverbrauch 3.500 Kilowattstunden: 3,5 Megawattstunden, 12,6 Milliarden Joule; eine Kilowattstunde sind 860,42 kcal.
• 1.000 Joule in der Physikaufgabe: 239,01 Kalorien oder 0,239 kcal; eine BTU sind 1.055 Joule.

Formeln: 1 kcal = 4,184 kJ = 4.184 J, 1 kWh = 3.600 kJ = 860,42 kcal, 1 MWh = 1.000 kWh, 1 BTU = 1.055,06 J. Wie viele Kilokalorien der Körper am Tag braucht, rechnet der Kalorienbedarf-Rechner, und was die Kilowattstunden im Jahr kosten, der Stromverbrauchs-Rechner.

Wissenswertes zum Thema

Joule, Kalorie, Kilowattstunde: Eine Energie, drei Sprachen

Energie ist Energie, ob sie im Butterbrot, im Akku oder im fallenden Stein steckt, aber jede Welt hat ihre Einheit. Das Joule ist die SI-Einheit, ein Newton über einen Meter, die Energie, die es braucht, einen Apfel von 100 Gramm einen Meter hochzuheben, und es ist für den Alltag zu klein, weshalb Kilojoule, Megajoule und Gigajoule folgen, ein Liter Benzin hat 32 Megajoule. Die Kalorie ist die Wärmemenge, die ein Gramm Wasser um ein Grad erwärmt, 4,184 Joule, und die Kilokalorie, die ein Kilogramm Wasser um ein Grad erwärmt, 4.184 Joule, ist die Einheit der Ernährung; auf Lebensmitteln steht nach EU-Verordnung beides, Kilojoule zuerst, Kilokalorien in Klammern, und "Kalorien" im Alltag meint immer Kilokalorien, die Schokolade mit 550 Kalorien hat 550 kcal oder 2.301 kJ, nicht 550 cal. Die Kilowattstunde ist die Einheit des Stromzählers, der Heizung und der Autoakkus, 1.000 Watt über eine Stunde, 3,6 Millionen Joule oder 860 Kilokalorien, und sie erklärt, warum Körper und Haushalt so verschieden rechnen: Der Mensch braucht 2.000 kcal am Tag, 2,3 kWh, ein Haushalt verbraucht 10 kWh Strom am Tag, das Vierfache, und ein Elektroauto 15 kWh je 100 Kilometer, der Tagesbedarf einer Woche. Die Megawattstunde zu 1.000 kWh ist die Einheit der Energiewirtschaft, der Strompreis an der Börse wird je MWh notiert, 80 Euro je MWh sind 8 Cent je kWh, und die Terawattstunde die der Statistik, Deutschland verbraucht rund 500 TWh Strom im Jahr. Die BTU, British Thermal Unit, die Wärme für ein Pfund Wasser um ein Grad Fahrenheit, 1.055 Joule, lebt in amerikanischen Klimageräten und Heizungen, 12.000 BTU je Stunde sind 3,5 Kilowatt. Wie viele Kilokalorien der eigene Körper täglich umsetzt, rechnet der Kalorienbedarf-Rechner.

Energie im Alltag: Vergleiche, die hängen bleiben

Die Umrechnung wird anschaulich, wenn man Dinge nebeneinanderstellt. Eine Kilowattstunde sind 860 Kilokalorien, drei Tafeln Schokolade, ein Big Menü, ein Marathon von 2.600 kcal sind 3 kWh, so viel Strom, wie eine Waschmaschine für drei Ladungen braucht, und die Nahrung eines Jahres mit 730.000 kcal sind 850 kWh, ein Viertel des Stromverbrauchs eines Haushalts. Ein Liter Benzin hat 8,9 kWh, 7.600 kcal, der Tank mit 50 Litern 445 kWh, so viel wie ein Elektroauto in fünf Vollladungen, und weil der Verbrenner zwei Drittel davon als Wärme verliert, kommt das E-Auto mit 15 kWh je 100 Kilometer gegen 6 Liter Benzin mit 53 kWh aus. Heizen: Ein Kubikmeter Erdgas hat 10 kWh, ein Liter Heizöl 10 kWh, ein Raummeter Buchenholz 1.900 kWh, ein Kilogramm Pellets 4,8 kWh, und ein Einfamilienhaus braucht 15.000 bis 25.000 kWh Wärme im Jahr. Der Energieausweis nennt kWh je Quadratmeter und Jahr, unter 50 ist ein Effizienzhaus, über 200 ein ungedämmter Altbau. Eine Autobatterie mit 60 kWh speichert so viel wie 216 Megajoule oder 51.600 kcal, 26 Tage Nahrung. Und die Physik: Ein Blitz hat etwa 1.000 kWh, ein Gewitter so viel wie eine Kleinstadt an einem Tag, die Sonne liefert je Quadratmeter 1.000 Watt, eine Kilowattstunde je Stunde Mittagssonne, eine Solaranlage mit 10 Kilowatt Spitzenleistung erzeugt in Deutschland 10.000 kWh im Jahr. Was die Kilowattstunden des Haushalts im Jahr kosten und welches Gerät wie viel frisst, rechnet der Stromverbrauchs-Rechner.

Rechnen von Hand und typische Fehler

Von Hand: kcal mal 4,184 sind kJ, kJ durch 4,184 sind kcal, kWh mal 860 sind kcal, kWh mal 3,6 sind Megajoule, kWh durch 1.000 sind MWh. Der erste Fehler ist die Kalorie als Kilokalorie, 250 Kalorien auf dem Riegel sind 250 kcal und 250.000 cal, die Physikaufgabe mit 1.000 Joule ergibt 239 cal, nicht 239 kcal. Der zweite ist kW mit kWh, Kilowatt ist Leistung, Kilowattstunde Energie, ein Heizlüfter mit 2 kW verbraucht in einer halben Stunde 1 kWh. Der dritte ist der BTU als Energie am Klimagerät, dort sind BTU je Stunde gemeint, eine Leistung. Der vierte ist die Megawattstunde beim Haushaltsverbrauch, 3.500 kWh sind 3,5 MWh, die Rechnung in MWh klingt kleiner, ist aber dasselbe. Der fünfte ist das Abnehmen mit Kalorienmathematik, ein Kilogramm Körperfett hat 7.000 kcal, 8,1 kWh, und 500 kcal Defizit am Tag sind ein halbes Kilo die Woche, der Körper hält sich aber nur ungefähr daran. Der sechste ist die Kalorie im Sport-Tracker, "300 Kalorien verbrannt" sind kcal. Der siebte ist der Brennwert gegen den Heizwert beim Gas, der Brennwert liegt 11 Prozent höher und steht auf der Rechnung. Und der achte ist das Joule im Alltag, 1.000 Joule reichen, um ein Kilogramm 100 Meter zu heben, aber nicht, um eine Tasse Tee zu kochen, die braucht 80.000. Wie viele Kilokalorien beim Abnehmen fehlen dürfen, rechnet der Kaloriendefizit-Rechner.

Ein Stück Geschichte: Joules Paddelrad und die Kalorie auf der Verpackung

Die Kalorie ist älter als das Joule: Nicolas Clément führte sie 1824 in Paris als Wärmeeinheit für Dampfmaschinen ein, und bis Mitte des 19. Jahrhunderts galten Wärme und Arbeit als zwei verschiedene Dinge, bis der Brauereierbe James Prescott Joule in Manchester 1843 mit einem Paddelrad, das ein fallendes Gewicht in einem Wasserbehälter antrieb, maß, dass Arbeit sich exakt in Wärme verwandelt, 4,18 Joule je Kalorie, das mechanische Wärmeäquivalent; die Royal Society ignorierte ihn zunächst, Joule maß zur Sicherheit sogar die Wassertemperatur über und unter einem Wasserfall auf seiner Hochzeitsreise, und 1889 wurde die Einheit nach ihm benannt. Die Kalorie in der Ernährung geht auf Wilbur Atwater zurück, der ab 1887 an der Wesleyan University Lebensmittel in einer Bombenkalorimetrie verbrannte und die Werte 4, 4 und 9 kcal je Gramm für Eiweiß, Kohlenhydrate und Fett bestimmte, die bis heute auf jeder Packung stehen. Die Kilowattstunde kam mit den Stromzählern der 1880er, Edisons erstes Kraftwerk in der Pearl Street 1882 rechnete noch nach Glühlampen ab, und der Ferraris-Zähler von 1889 machte die kWh zur Rechnungseinheit. Das Joule wurde 1948 zur SI-Einheit, und die EU verlangt seit 1990 auf Lebensmitteln Kilojoule neben Kilokalorien, die Nährwertverordnung von 2011 schreibt beide vor, ein Kompromiss, weil niemand in Kilojoule denkt. Die BTU stammt aus der britischen Dampftechnik des 19. Jahrhunderts und überlebt in den USA bei Heizungen, Klimageräten und in der Energiestatistik, die in "quads", Billiarden BTU, rechnet. Der Rechner rechnet das Verhältnis, das Joule 1843 mit dem Paddelrad maß.

Praktische Tipps

Lesen Sie "Kalorien" immer als Kilokalorien. Merken Sie sich 4,2 für kJ und 860 für kcal je kWh. Unterscheiden Sie kW und kWh. Rechnen Sie BTU am Klimagerät als BTU je Stunde, 12.000 sind 3,5 kW. Vergleichen Sie Heizenergie in kWh, egal ob Gas, Öl oder Holz. Und nutzen Sie die Tabelle, wenn Sie alle acht Einheiten brauchen. Was ein Gerät mit bekannter Leistung in Kilowattstunden verbraucht, rechnet der kWh-Rechner.