Forum: Offtopic 1 Joule = 1 Newtonmeter = 1 Wattsekunde


von Ingo L. (grobian)


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Mal ne Frage dazu:

1 Joule = 1 Newtonmeter = 1 Wattsekunde

Das bedeutet doch, dass wenn ich ein Joule zu mir nehme  theoretisch die 
Leistung in mir habe eine 1 Watt-Birne 1 Sekunde zu leuchten zu bringen, 
bzw.  100 Gramm 1 Meter zu bewegen.
So nun stopfe ich 100 Gramm Margarine = 2970 Kjoule in mir rein.
Bedeutet das dann, dass ich in der Lage bin eine 2970000 Watt Birne 1 
Sekunde zum leuchten zu bringen oder dass ich die Energie in mir habe um 
100 Gramm 2970000 mal 1 Meter zu heben ?

Gruß aus Berlin
Ingo

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Theoretisch ja, praktisch nein. Der Nährwert von Nahrung und die 
Verarbeitung der Nahrung ist stark von individuellen Eigenschaften 
abhängig, auch ist Dein Wirkungsgrad zu berücksichtigen.

Obendrein kommt beim Heben einer Masse auch das Heben des die Masse 
hebenden Armes hinzu - wenn Du nur mit einem Arm wedelst, ohne etwas 
hochzuheben, verrichtest Du dennoch Arbeit.

von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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> So nun stopfe ich 100 Gramm Margarine = 2970 Kjoule in mir rein.
> Bedeutet das dann, dass ich in der Lage bin eine 2970000 Watt Birne 1
> Sekunde zum leuchten zu bringen

probiers mal andersrum:

Nimm eine 1 Watt Birne, 100 Gramm Magarine, und stecke die Birne in die 
Magarine.

--> Die Birne leuchtet nun in voller Helligkeit 2970000 Sekunden lang 
(=825 Stunden). Danach ist die Magarine vollständig in Licht (und Wärme) 
umgesetzt.

von Ingo L. (grobian)


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Wegstaben Verbuchsler schrieb:
>> So nun stopfe ich 100 Gramm Margarine = 2970 Kjoule in mir rein.
>> Bedeutet das dann, dass ich in der Lage bin eine 2970000 Watt Birne 1
>> Sekunde zum leuchten zu bringen
>
> probiers mal andersrum:
>
> Nimm eine 1 Watt Birne, 100 Gramm Magarine, und stecke die Birne in die
> Magarine.
>
> --> Die Birne leuchtet nun in voller Helligkeit 2970000 Sekunden lang
> (=825 Stunden). Danach ist die Magarine vollständig in Licht (und Wärme)
> umgesetzt.


Wozu brauchen wir dann noch AKW´s wenn es auch mit Margarine geht ?

von (prx) A. K. (prx)


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Ingo Laabs schrieb:

> Wozu brauchen wir dann noch AKW´s wenn es auch mit Margarine geht ?

Nix Neues. Biosprit ist so ungefähr die Verbrennung von Margarine. Noch 
nie hinter einem Biodiesel langgezuckelt? Riecht wie altes Frittenöl.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Wegstaben Verbuchsler schrieb:
> --> Die Birne leuchtet nun in voller Helligkeit 2970000 Sekunden lang
> (=825 Stunden). Danach ist die Magarine vollständig in Licht (und Wärme)
> umgesetzt.

Nein. 100 g Margarine enthalten ganz erheblich mehr Energie als den 
Nährwert von gerade mal 2970 Kjoule, das sind nämlich gerade mal 0.825 
kWh.

Der physikalische Energiegehalt aber wird nach E = mc² berechnet, die 
Berechnung der abstrus großen Zahlen überlasse ich dem geneigten Leser.

von Icke ®. (49636b65)


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Ingo Laabs schrieb:

> Bedeutet das dann, dass ich in der Lage bin eine 2970000 Watt Birne 1
> Sekunde zum leuchten zu bringen...?

Im Prinzip schon, aber nur wenn du die DNA eines Zitterrochens in dir 
trägst.

von O. D. (odbs)


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> Nix Neues. Biosprit ist so ungefähr die Verbrennung von Margarine. Noch
> nie hinter einem Biodiesel langgezuckelt? Riecht wie altes Frittenöl.

Biodiesel (= RME) riecht nicht wie altes Frittenöl.

Es gibt aber Leute, die tatsächlich altes Frittenöl tanken ("Pöl"). Aber 
Abgase von offiziellen Tankstellenkraftstoffen sind olfaktorisch 
bestimmt nicht angenehmer.

Halte mal eine 10kg-Hantel am ausgestreckten Arm auf gleicher Höhe. 
Verrichtest du nun Arbeit? Wie lange reicht die Margarine?

von Simon H. (simi)


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Da sieht man mal, was wir für 'nen sauschlechten Wirkungsgrad haben. 
Beim Entwicklungsteam haben da einige gewaltig versagt!

... ok... andererseits... die Informatiker haben recht ansehliche Arbeit 
geleistet. Die Werkstoffler auch....

von Wilhelm F. (Gast)


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Rufus ?. Firefly schrieb:

>100 g Margarine enthalten ganz erheblich mehr Energie als
>den Nährwert von gerade mal 2970 Kjoule,

3700 kJ hat mein Sonnenblumenöl, auch das Olivenöl. Dieser Wert ist bei 
ziemlich allen Öl- und Fettsorten ähnlich, wozu sicher auch Kraftstoffe 
gehören.

Die 2970 kJ bei der Margarine können stimmen, z.B. wenn sie mit 20% 
Wasser emulgiert ist. Im Grunde ist Margarine nichts anderes als 
verfestigtes Speiseöl (wenn man mal das Walfischfett darin nicht 
betrachtet, was aber auch ähnliche Eigenschaften hat).

Übrigens steht auf meiner Speiseölflasche bei der Nährwertangabe: 
"Brennwert".


@Ingo Laabs:

Der Tagesbedarf an Energie aus der Nahrung beträgt für den Menschen grob 
10000 kJ. Man hat schon ohne Bewegung eine Heizleistung von etwa 100W. 
In den Sportwissenschaften geht man für den Bewegungsapparat von einem 
Wirkungsgrad von etwa 1/5 aus. D.h., der Körper verbrutzelt die 4-fache 
Energie der rein kinetischen Energie, um einen Berg zu erklimmen. Der 
Löwenanteil wird verheizt, dafür schwitzen wir bei Anstrengung enorm.

Du kannst mit den Brennwertangaben auf der Margarine mal grob geschätzt 
die Birne über den Umweg Mensch mit seinen ca. 20% Wirkungsgrad und 
Muskelkraft betreiben, z.B. einen Generator kurbeln. Margarinenmenge mal 
Energie pro Mengeneinheit mal Wirkungsgrad.

Ich hab ja keine Ahnung, womit früher die Galeerensklaven betankt 
wurden. Mit Sicherheit nicht nur mit Margarine. Wohl aber mit Super 
Plus, wenn der König Wasserski laufen wollte. ;-)

von Falk B. (falk)


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@  Wilhelm Ferkes (ferkes-willem)

>Der Tagesbedarf an Energie aus der Nahrung beträgt für den Menschen grob
>10000 kJ.

Bist du Sumo-Ringer? Die WHO geht von etwas mehr als 2000kJ Nährwert pro 
Tag aus.

MFg
Falk

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Wilhelm Ferkes schrieb:
>>100 g Margarine enthalten ganz erheblich mehr Energie als
>>den Nährwert von gerade mal 2970 Kjoule,
>
> 3700 kJ hat mein Sonnenblumenöl, auch das Olivenöl. Dieser Wert ist bei
> ziemlich allen Öl- und Fettsorten ähnlich, wozu sicher auch Kraftstoffe
> gehören.

Woraus die Materie besteht, ist irrelevant, der Energiegehalt hängt 
ausschließlich von der Masse ab.

100g Materie enthalten knapp 9000 TJ (genau: 8.987.551.787.368.176,4 J).

von Falk B. (falk)


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@  Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite

>Woraus die Materie besteht, ist irrelevant, der Energiegehalt hängt
>ausschließlich von der Masse ab.

>100g Materie enthalten knapp 9000 TJ (genau: 8.987.551.787.368.176,4 J).

Wir reden hier aber nicht von Kernfusion und E=m*c^2 sonder dem 
biochemischen Stoffwechsel beim Menschen ;-)

von (prx) A. K. (prx)


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Falk Brunner schrieb:

> Die WHO geht von etwas mehr als 2000kJ Nährwert pro Tag aus.

Das machst du aber nicht lang. Es sei denn du wiegst um die 20kg.

von Wilhelm F. (Gast)


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Falk Brunner schrieb:

>Die WHO geht von etwas mehr als 2000kJ Nährwert pro
>Tag aus.

Waren das nicht knapp über 2000kcal? Ich hatte es schon in kJ grob 
umgerechnet. Der Faktor ist 4,19.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Falk Brunner schrieb:
> Wir reden hier aber nicht von Kernfusion und E=m*c^2 sonder dem
> biochemischen Stoffwechsel beim Menschen ;-)

Ach? Nein, es geht um physikalische Leistung :

> ... Leistung in mir habe eine 1 Watt-Birne 1 Sekunde zu leuchten
> zu bringen, bzw.  100 Gramm 1 Meter zu bewegen.

von Falk B. (falk)


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@  Wilhelm Ferkes (ferkes-willem)


>>Die WHO geht von etwas mehr als 2000kJ Nährwert pro
>>Tag aus.

>Waren das nicht knapp über 2000kcal? Ich hatte es schon in kJ grob
>umgerechnet. Der Faktor ist 4,19.

Oh, stimmt! Scheiss alte Einheiten. 8-0

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Falk Brunner schrieb:
> Scheiss alte Einheiten. 8-0

... von denen wir auch mehr als 30 Jahre nach Einführung des SI
nicht loskommen. :-/  So werden halt physiologische Brennwerte immer
noch in kcal überall draufgedruckt, weil die Zahl ja dann so schön
klein aussieht.  Motorleistungen von Kfz. gibt man dagegen immer
damit an, wie der Typ damals seine Pferde gequält hat, denn dann
sieht die Zahl ja imposanter aus als in der SI-Einheit kW.  Fast
nur am Rande fällt die Angabe von Drücken in bar statt in kPa mit
ihrem Umrechnungsfaktor von 10 ja beinahe nicht ins Gewicht ...

Interessanterweise war diese Krankheit im "Ostblock" bereits vor
20 Jahren überwunden.  Da hatte sich schon jeder dran gewöhnt, dass
auf den Nahrungsmitteln was von kJ stand, Leistungsangaben von Kfz.
waren sowieso kein Thema, mit dem man pransen konnte :-), und die
Manometer an der Tankstelle ließen einen 250 kPa auf die Reifen
pumpen.

Aber was soll's, schätzen wir uns glücklich, dass wir nicht der Nation
angehören, in der man alles nach den Abmessungen irgendwelcher Glied-
maßen bemisst. ;-)

von Wilhelm F. (Gast)


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Jörg Wunsch schrieb:

>So werden halt physiologische Brennwerte immer
>noch in kcal überall draufgedruckt, weil die Zahl
>ja dann so schön klein aussieht.

Auf Lebensmitteln stehen die Angaben immer in beiden Maßeinheiten. Die 
Sache mit den rot-grün-gelben Symbolen war ja mal ein vernünftiger 
Ansatz für Menschen, die wenig rechnen (können). Das wird, oder ist, zur 
Zeit schon wieder gekippt. Man möchte keine Kalorienzähler! Unsereiner 
kann ja damit umgehen (außer Falk ;-D), kein Problem. Aber erklär mal 
einem etwas weniger gebildeten 60-jährigen Menschen, daß er sein Auto 
nicht mehr in PS anzugeben hat! Und diese Gruppen machen ja den 
Löwenanteil der Bevölkerung aus. Bei der Erklärung solcher Dinge wie der 
linearen Beschleunigung hört das Verständnis dann aber spätestens auch 
endgültig auf.

Ich selbst rechne gelegentlich auch in kcal anstatt kJ, einfach weil es 
die ersten Jahrzehnte in meinem Leben so war, wo man am stärksten 
geprägt wird. Ein zubereitetes Essen wird bei 100kcal je 100g zur 
Kalorienbombe, das kann man sich eben leicht merken. Den Begriff 
Joulebombe hab ich nie gehört. Auch rechne ich noch Teuro-DM, und PS-kW. 
Man kennt ja die Umrechnungsfaktoren. Außerdem wären wir im Studium bei 
Physik ausgestiegen, wenn man nicht wenigstens dies beherrscht. Ich kann 
mir eben leichter merken, daß man, um 1g Wasser von 14,5°C auf 15,5°C zu 
erhitzen, 1cal benötigt, anstatt 4,19J. Oder sag mal jemandem, wir haben 
jetzt 293 Kelvin. In den Wetternachrichten spricht man immer noch von 
°C, im Amiland sicher immer auch noch Fahrenheit.

In Klausuren (Physik, Chemie, sogar GET) tauchten sehr wohl gerne immer 
alte Maßeinheiten auf. Das zielte ja eben genau darauf ab, daß man auch 
die Umrechnungen beherrscht.

Daß man das Auto in PS angab, machte ja ursprünglich auch mal Sinn: Man 
konnte gut vergleichen, wieviele Pferde das Auto ersetzt. Und glaube 
eines ganz sicher: Noch 1900 gab es eine große Anzahl vollständiger 
Analphabeten. Die konnten nicht nur nicht schreiben und lesen, sondern 
auch nicht rechnen. Allenfalls an den Fingern was abzählen. Heute ist 
das PS in der Tat Unsinn, weil niemand mehr sein Auto mit einem Pferd 
vergleichen muß.

@Rufus:

Ich befürchte, der Ingo meinte oben bei der Margarine den Brennwert. Öle 
und Fette sind immer Triglyceride mit mehr oder weniger langen 
Kohlenwasserstoffketten. Daher auch der ähnliche Brennwert für alle 
Fette.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Wilhelm Ferkes schrieb:
> Ich befürchte, der Ingo meinte oben bei der Margarine den Brennwert.

Mag sein, aber der Vergleich des Brennwertes mit physikalischer Arbeit 
ist vollkommen sinnlos.


Die Maßeinheit "Kalorie" ist übrigens kompletter Schwachsinn, wie der 
schönen Wikipedia-Formulierung zu entnehmen ist:
1
Das Wort „Kalorie“ kann sich auf eine Kalorie (1 cal) 
2
oder eine Kilokalorie (1 kcal) beziehen 
3
und ist entsprechend unpräzise.

So etwas schaffen nur Hausfrauen und von ihnen beeinflusste 
EU-Bürokraten.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Wilhelm Ferkes schrieb:
> Aber erklär mal
> einem etwas weniger gebildeten 60-jährigen Menschen, daß er sein Auto
> nicht mehr in PS anzugeben hat! Und diese Gruppen machen ja den
> Löwenanteil der Bevölkerung aus.

Wenn man vor 30+ Jahren begonnen hätte, auch in diesem Land die
SI-Einheiten einigermaßen konsequent durchzusetzen, dann würden
heute diejenigen, die eine Angabe in Kilowatt als normal empfinden,
den Löwenanteil ausmachen.

Derartige Gewohnheitsprobleme lassen sich nur biologisch lösen.

Nein, die Pferdestärken gehen auf Watts Dampfmaschine zurück und
nicht darauf, wie viele Pferde fiktiv ein Auto ersetzen könnte.  Der
Überlieferung nach soll der Brauereibesitzer jedoch so ziemlich das
letzte aus seinem Pferd rausgedroschen haben, um Mr. Watt eine
entsprechend hohe Zielvorgabe als Leistung für die das Pferd
ersetzende Maschine rauszuholen.  Du darfst also getrost davon
ausgehen, dass ein Pferd keine 0,73 kW als Dauerleistung erbringen
wird.

von Uhu U. (uhu)


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Oliver Döring schrieb:
> Halte mal eine 10kg-Hantel am ausgestreckten Arm auf gleicher Höhe.
> Verrichtest du nun Arbeit? Wie lange reicht die Margarine?

Da wird wohl Arbeit verrichtet: Die Hantel flutscht einem aus den 
Fingern, wenn man die Margarine einschmiert, fällt runter und Bums - so 
klingt Arbeit...

von Wilhelm F. (Gast)


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Jörg Wunsch schrieb:

>Nein, die Pferdestärken gehen auf Watts Dampfmaschine
>zurück

Na wenn das so ist, dann hätte Mr. Watt doch am besten selbst das Watt 
bzw. kW für Maschinenleistungen eingeführt...

>Du darfst also getrost davon ausgehen, dass ein Pferd
>keine 0,73 kW als Dauerleistung erbringen wird.

Ich weiß, das ist seeehr viel. Der Mensch, ist glaube ich in der Lage, 
irgendwas um 70..100W Dauerleistung abzugeben, ausgenommen extreme 
trainierte Dauersportler wie z.B. Radrennfahrer.

von Johannes S. (demofreak)


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Wie war das? Ein PS entspricht dem Anheben eines Gewichts von 75kg um 
einen Meter innerhalb einer Sekunde? Oder hab ich mir da in der 
populärwissenschaftlichen Ausstellung in Peenemünde* was verkehrt 
gemerkt?

/Hannes

*) Phänomenta http://www.phaenomenta.com/
Wenn man Kinder im Vorschul- bzw. Grundschulalter hat, ist ein Besuch 
einer solchen Ausstellung IMHO sehr zu empfehlen.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Johannes S. schrieb:
> Wie war das? Ein PS entspricht dem Anheben eines Gewichts von 75kg um
> einen Meter innerhalb einer Sekunde?

Yep, 75 kp·m/s

> populärwissenschaftlichen Ausstellung in Peenemünde*

Erinnert mich an das, was hier in den Technischen Sammlungen im
Experimentierfeld zu erleben ist.

von Johannes S. (demofreak)


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Jörg Wunsch schrieb:
> Erinnert mich an das, was hier in den Technischen Sammlungen im
> Experimentierfeld zu erleben ist.

Genau. Nur viel umfangreicher.

/Hannes

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Johannes S. schrieb:

>> Erinnert mich an das, was hier in den Technischen Sammlungen im
>> Experimentierfeld zu erleben ist.
>
> Genau. Nur viel umfangreicher.

OK, dann werd' ich mir das mal vormerken, falls wir mal in der
Usedomer Ecke sein sollten.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Alternativen, wenn man nicht so weit nach Norden kommt:

- München, Deutsches Museum
- Berlin, Technikmuseum (dort die Abteilung "Spektrum")

von Jürgen R. (hobbyloeter)


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Ist Euch eigentlich aufgefallen, daß sich schon im Titel dieses Threads 
ein Fehler eingeschlichen hat?
Dort steht 1 Joule = 1 Newtonmeter.
Nun ist Joule die Einheit der Energie/Arbeit, aber Newtonmeter gibt doch 
ein Drehmoment an, oder ?!
Man kann doch nicht Äpfel mit Birnen vergleichen!

von Falk B. (falk)


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@  Jürgen R. (hobbyloeter)

>Dort steht 1 Joule = 1 Newtonmeter.

Jo.

>Nun ist Joule die Einheit der Energie/Arbeit, aber Newtonmeter gibt doch
>ein Drehmoment an, oder ?!

Oder. Nm ist auch Arbeit, nämlich Kraft mal Weg beim Bewegen von 
Körpern. Frag die Physiker warum das hier so komisch ist ;-)

>Man kann doch nicht Äpfel mit Birnen vergleichen!

Klar, als Multivitaminsaft ;-)

MfG
Falk

von Kevin K. (nemon) Benutzerseite


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1Newton ist die Kraft, die man braucht, um die Geschwindigkeit einer 
Masse von 1kg binnen einer Sekunde um 1m/s zu ändern.

Also

und 1Nm ist dann logischerweise

von Jonny O. (-geo-)


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man muss beim Wirkungsgrad von Warmblütlern auch bedenken, dass auch die 
anfallende Wärme kein Verlust ist, sondern notwendig ist für das 
Lebewesen. Wenn man das mit einberechnet, dürfte der Wirkungsgrad so 
schlecht nicht mehr sein. Man könnte ja den ausgeschiedenen Kod noch 
analysieren und gucken wieviel Energie da noch drinn steckt.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Falk Brunner schrieb:
> Nm ist auch Arbeit, nämlich Kraft mal Weg beim Bewegen von
> Körpern. Frag die Physiker warum das hier so komisch ist

Sowohl die Arbeit als auch das Drehmoment sind das Produkt aus einer
Kraft und einer Länge, deswegen haben sie beide die gleiche Einheit.

Trotzdem sind es völlig unterschiedliche Größen, da die Arbeit als
Skalarprodukt, das Drehmoment aber als Kreuzprodukt berechnet wird. Die
Arbeit ist eine skalare, während das Drehmoment eine Vektorgröße ist.

Wenn man auf die Vektorrechnung verzichten möchte, muss man bei der
Berechnung der Arbeit dafür sorgen, dass Kraft und Länge (Weg) die
gleiche Richtung haben, während beim Drehmoment die Kraft im rechten
Winkel zur Länge (Hebelarm) stehen muss.

von Wilhelm F. (Gast)


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Jonny Obivan schrieb:

>Man könnte ja den ausgeschiedenen Kod noch
>analysieren und gucken wieviel Energie da
>noch drinn steckt.

Stimmt. Den nimmt man in manchen Gegenden noch zum Heizen auf dem Feuer 
oder im Ofen. ;-)

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