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"Macht" ist einer von vielen Begriffen, die im alltäglichen Diskurs lose verwendet werden und in der Physik eine ganz bestimmte Bedeutung haben. Andere beinhalten Kraft, Masse, Energie, Strom - die Liste ist so gut wie endlos.
Im Fachjargon Physik ist Leistung einfach Energie pro Zeiteinheit oder alternativ Arbeit pro Zeiteinheit, da Arbeit und Energie in denselben Einheiten ausgedrückt werden - normalerweise Joule (J), die SI-Einheit oder internationale Standardeinheit, aber auch Erg oder bei Berechnungen, bei denen Wärme in Betracht gezogen wird, entweder Kalorien oder BTU. Energie wiederum ist das Produkt von Kraft und Distanz. Kraft, die SI-Einheit für die der Newton ist, ist das Produkt von Masse und Beschleunigung.
All dies ist jedoch nur Hintergrund. Manchmal müssen Sie Leistung in Form von Wärme ausdrücken, indem Sie diese verschiedenen Einheiten durch Zeit miteinander verbinden, entweder durch Multiplikation oder Division. Watt in BTU ist ein Beispiel für eine solche Umrechnung.
Grundlegende Ableitungen
Kraft ist, wie erwähnt, das Produkt aus Masse und Beschleunigung:
F = ma
Im SI-Schema hat die Kraft Einheiten von Newton, die Masse wird in Kilogramm ausgedrückt und die Beschleunigung wird in Quadratmetern pro Sekunde oder m / s gemessen2.
Wenn eine Kraft auf ein Objekt einwirkt und es in Bewegung versetzt, ist das Produkt aus der ausgeübten Kraft und der Entfernung, um die sich das Objekt bewegt, die Energie, die erforderlich ist, um die Aufgabe zu erledigen. Die SI-Einheit, das Joule, kann ausgedrückt werden, um einige Berechnungen als Newtonmeter zu vereinfachen.
Schließlich liefert die Energieabgabe pro Zeiteinheit Leistung. Das Festhalten an SI-Einheiten, Joule geteilt durch Sekunden, reduziert das Watt auf eine andere SI-Einheit. Somit ist 1 Watt (W) ein Joule Energie, die im Verlauf einer Sekunde verbraucht wird (1 J / s).
Energie und Kraft im Alltag
Wenn Sie auf einen Hinweis auf die Leistung von beispielsweise einem Automobil stoßen, sehen Sie eine formelle Erklärung der Leistung dieses Maschinenmotors. 1 Pferdestärke (PS) entspricht 745,7 Watt. Da die Leistung von Kraftfahrzeugen in der Regel in der Größenordnung von Hunderten liegt, kann man feststellen, dass für den täglichen Gebrauch ein Watt und damit ein Joule keine sehr große Leistung bzw. Energie ist.
Zum Beispiel entspricht 1 Joule ungefähr der Energiemenge, die erforderlich ist, um einen Gegenstand mit 100 Gramm (0,1 kg) wie einen Apfel 1 Meter nach oben gegen die Schwerkraft zu heben, die in die entgegengesetzte Richtung der ausgeführten Arbeit wirkt.
BTU-Ausgang
Die BTU, kurz für British Thermal Unit, ist definiert als die Wärmemenge (Energie), die erforderlich ist, um die Temperatur von 1 Pfund Wasser um 1 Grad Fahrenheit zu erhöhen. Dies führt zu einer Komplikation bei den meisten physikalischen Problemen, bei denen die Masse in Kilogramm (oder verschiedenen Zehnerpotenzen von Kilogramm) und die Gradangaben in Celsius, auch als Celsius bezeichnet, gemessen werden. 1 BTU entspricht 1055,056 Joule oder 1 BTU entspricht 1055,056 Wattsekunden.
Heizleistung
Manchmal ist es nützlich, die Wärmeabgabe aus dem Stromverbrauch in einer Wohn- oder Büroumgebung zu berechnen. Energieversorger messen den Energieverbrauch einer Anlage, häufig pro Monat, in Kilowattstunden oder kWh. Wenn man bedenkt, dass Leistung Energie pro Zeiteinheit ist, folgt daraus, dass Energie Leistung multipliziert mit Zeit ist. Versorger verwenden Kilowatt mal Stunden anstelle der SI-Einheit Watt mal Sekunden oder Joule, um die Verwendung der Zahlen zu vereinfachen.
Die grundlegendste Umrechnung zwischen einer Messung mit Watt, insbesondere kWh, und BTU ist:
1 kWh = 3.412 BTU
Da die Einheiten von Watt und BTU unterschiedlich sind, müssen Sie den Zeitraum festlegen, über den diese Mengen in Beziehung gesetzt werden sollen. Weitere Beispiele finden Sie auf der verknüpften Seite RapidTables (unter Ressourcen).