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). Für den physiologischen Brennwert von Lebensmitteln wird auch die Kilokalorie (1 kcal = 4,182 kJ) verwendet.

Siehe auch: Vorsätze für Maßeinheiten und Wissenschaftliche Notation

Quektojoule – qJ

1 Quektojoule = 10⁻³⁰ J

• 8,9 qJ = 56 peV – potenzielle Energie eines Elektrons beim Anheben um 1 m im Erdschwerefeld

Rontojoule – rJ

1 Rontojoule = 10⁻²⁷ J = 1000 qJ

• 18 rJ = 112 neV – Einfluss der Vakuumpolarisation auf die Energie des Grundzustands im Wasserstoffatom (Uehling-Potential)

Yoktojoule – yJ

1 Yoktojoule = 10⁻²⁴J = 1000 rJ

• 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 yJ

• 2,8 zJ = 17 meV – theoretisches Minimum der Energie zur Änderung eines Bits an Information (Landauer-Limit) bei Raumtemperatur (20 °C)
• 6 zJ = 40 meV – thermische Energie eines freien Teilchens (z. B. Gasmolekül) bei Raumtemperatur
• 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 zJ

• 0,5 aJ = 3,1 eV – Energie eines Photons violetten Lichts mit 400 nm Wellenlänge
• 2,18 aJ = 13,6 eV – Bindungsenergie des Elektrons im Grundzustand des Wasserstoffatoms

Femtojoule – fJ

1 Femtojoule = 10⁻¹⁵ J = 1000 aJ

• 81,87 fJ = 511 keV - Ruheenergie (E = m·c²) eines Elektrons

Pikojoule – pJ

1 Pikojoule = 10⁻¹² J = 1000 fJ

• 33 pJ = 204 MeV – mittlere Energie, die bei der Spaltung eines U-235-Atomkerns freigesetzt wird
• 150,33 pJ – Ruheenergie eines Protons

Nanojoule – nJ

1 Nanojoule = 10⁻⁹ J = 1000 pJ

• 100 nJ = 1 erg (CGS-Einheit für Arbeit, Energie oder Wärmemenge)

Mikrojoule – μJ

1 Mikrojoule = 10⁻⁶ J = 1000 nJ

• 1,1 μJ – maximale Energie eines Protons im Large Hadron Collider
• 9,4 μJ – kinetische Energie eines Regentropfens (1 mm Durchmesser, 6 m/s Fallgeschwindigkeit)
• 160 μJ – kinetische Energie einer Stubenfliege im Flug (80 mg, 2 m/s)

Millijoule – mJ

1 Millijoule = 10⁻³ J = 1000 μJ

• 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 mJ

• 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
• 4,18 J – erwärmt unter Normbedingungen 1 g Wasser um 1 K (1 cal)
• 7,5 J – maximal zulässige Mündungsenergie der Kugel eines frei erhältlichen Luftgewehrs in Deutschland
• 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 J = 1000 J

• 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
• 4,182 kJ = 1 kcal – erwärmt 1 l (1 kg) Wasser um 1 K
• 6 kJ – Energieverbrauch einer 100-W-Glühlampe in einer Minute
• 12 kJ – Energiegehalt einer Mignonzelle
• 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 kJ

• 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 MJ ≈ 278 kWh

• 11 GJ – 3,1 MWh Bedarf an elektrischer Energie eines Zwei-Personen-Privathaushalts in einem Jahr
• 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 GJ ≈ 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

Petajoule – PJ

1 Petajoule = 10¹⁵ J = 1000 TJ ≈ 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 PJ

• 1 EJ – Einschlag eines Asteroiden von 5 Mt (entspricht Cheops-Pyramide) mit 20 km/s
• 11,2 EJ – Erdbeben von Valdivia 1960
• 14,0 EJ – Primärenergieverbrauch Deutschlands 2008
• 508 EJ – Primärenergieverbrauch der Menschheit 2009

Zettajoule – ZJ

1 Zettajoule = 10²¹ J = 1000 EJ

• 10,7 ZJ – von der Sonne auf die Erdoberfläche abgestrahlte Energie pro Tag (Sonnenenergie)

Yottajoule – YJ

1 Yottajoule =10²⁴ J = 1000 ZJ

• 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

Ronnajoule – RJ

1 Ronnajoule = 10²⁷ J = 1000 YJ

• 43,6 RJ – kinetische Energie des Mondes
• 133 RJ – gravitative Bindungsenergie des Mondes. Energiemenge, die frei wird, wenn sich eine Staubwolke von der Masse des Mondes unter dem Einfluss der Gravitation zu einem Objekt wie dem Mond zusammenzieht.

Quettajoule – QJ

1 Quettajoule = 10³⁰ J = 1000 RJ

• 245 QJ – gravitative Bindungsenergie der Erde

Höhere Größenordnungen

• 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 oder Bethe bezeichnet)
• 10⁴⁵ J – Energie, die nötig wäre, um die Sonne auf 10 % der Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen
• 10⁴⁷ J – Energieabgabe eines Gammablitzes