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Lexikon Kilowatt (kW)
physikalische Maßeinheit für Leistung

Kilo
Watt

1 kW = 1000 W
"Kilo" (k): Präfix für 1 Tausend = 1.000 = 103
"Watt" = physikalische Maßeinheit für die Leistung (Erläuterung im Folgenden)
1 kW = 1000 Watt
  

Definition der
Leistung

 

1 W = 1 J/s

Die physikalische Größe "Leistung" ist definiert als Energieaufwand pro Zeit,
also durch die Gleichung 
     Leistung = Energie / Zeit      oder als Formel:     P = E / t
mit P für Power (Leistung), E für Energie,   t für time (Zeit)

Die Maßeinheit für "Energie" ist das Joule (J), die Maßeinheit für die Zeit ist die Sekunde (s). Deshalb wird definiert:
1 Watt = 1 Joule pro Sekunde,
in Kurzform:  1 W = 1 J/s.
  
Watt Die Maßeineheit "Watt" wurde nach James Watt (19.1.1736 - 19.8.1819) benannt, der wesentlich zur Entwicklung der Dampfmaschine (1767) beitrug, die erste Maschine mit großer (mechanischer) Leistung.
  
Pferdesstärke
(PS)

Bei der Angabe der Motorleistung z.B. bei PKW und LKW wird immer noch die früher übliche Einheit "Pferdestärke" (PS) verwendet, die wie folgt umgerechnet wird:

   1 PS = (3/4) (g/10) kW = 0,735.498.75 kW    (Herleitung unten)

wobei g = 9,80665 der Betrag der Erdbeschleunigung ist.
g/10 = 0,980665, etwas kleiner als 1, also überschlägig: 1 PS ≈ 3/4 kW = 0,75 kW.

    
Übliche Umrechnung:
1 PS = 0,735 kW;    1 kW = 1,36 PS
 
Kilowattstunde
kWh
Aus der Definition der Leistung folgt:  Energie = Leistung • Zeit.
Nimmt also z.B. eine Saunaheizung 3 Stunden lang eine Leistung von durchschnittlich 5 kW auf, wird eine Energie von 5 kW • 3 h = 15 kWh verbraucht.

  
Abkürzungen für
Zehnerpotenzen
103
Tausend Kilo k
106
Millionen Mega M
109
Milliarden Giga G
1012
Billionen Tera T
1015
Billiarden Peta P
1018
Trillionen Exa E

Da 1 Joule eine sehr geringe Energiemenge ist, ist 1 Watt auch eine sehr geringe Leistung. Daher müssten große Leistungen, z.B. bei Kraftwerken mit sehr viel Nullen ausgedrückt werden. In Technik und Wissenschaft werden deshalb Abkürzungen für Zehnerpotenzen verwendet (s. Tabelle links), die dann eine handliche Kurzschreibweise ermöglichen.
  
Beispiele für typische Größenordnungen bei der Leistung
- Leistungsaufnahme einer konventionellen Glühlampe: 60 W
- Dauerleistung eines Freizeitsportlers: 100 W
- Dauerleistung eines Tour-de-France Profis: 400 W

- Leistungsaufnahme einer Elektro-Kochplatte: 2 000 W = 2 kW
- Leistungsaufnahme eines PKW: 100 kW = 0,1 MW
- Leistung von Windkraftanlageen: 500 kW (0,5 MW) bis 6000 kW (6 MW)
- Nennleistung des Solarkraftwerks Andasol 1 : 50 MW
- Leistung eines Offshore-Windparks: 400 MW
- Leistung eines großen Atom- oder Kohlekraftwerks: 1.500 MW = 1,5 GW
- Nennleistung aller Pumpspeicherkraftwerke in Deuschland: 7.000 MW = 7 GW
- Windkraft-Nennleistung Ende 2009 in Deutschland: 26.000 MW = 26 GW
- Nennleistung aller Kraftwerke in Deutschland 2007: 138.000 MW = 138 GW
    
siehe auch:   Megawatt (MW)   Gigawatt (GW)  
   

  Maßeinheiten für Energie und ihre Umrechnungen => Joule
Illustration der Pferdestärke
Illustration

(Wikipedia)

Defintion von PS; Umrechnung  PS ↔ kW:
Definiert ist die Einheit "Pferdestärke" (PS) als die Leistung, die erbracht wird, wenn eine Masse von m = 75 kg innerhalb von Δt = 1 s um Δh = 1m entgegen der Gravitation g senkrecht nach oben gehoben wird.

Beim Hochheben wird die potentielle Energie E = m • g • Δh innerhalb der Zeit Δt aufgewendet, also die Leistung P = m • g • Δh/Δt erbracht, wobei g die mittlere Beschleunigung durch die Erdgravitation ist:
g = 9,80665 m/s².
Einsetzen liefert:
P = 75 kg • 9,80665 m/s² • 1 m/s = 750•0,980.665 J/s = (3/4) (g/10) kW
denn: 1 kg • m/s² = 1 N (Newton); 1 Nm = 1 J (Joule); 1 J/s = 1 W (Watt)

Ausmultipliziert: 1 PS = 0,75 • 0,980.665 kW = 0,735.498.75 kW

Hinweis: PS und kW haben also die gleiche Größenordnung.
 g/10 = 0,980665 ist ungefähr 1, überschlägig also: 1 PS = 0,75 kW = 3/4 kW.
  
Hinweis: Die Definition von PS fußt auf Beobachtungen und Berechnungen von James Watt, der versuchte, die Leistung seiner Dampfmaschine (1769) mit der einer Anzahl von Pferden zu vergleichen, deren Arbeit (z.B. das Hochziehen von Förderkörben in Kohlebergwerken) durch die Dampfmaschine ersetzt wurde.
  


Stand: 06.02.19/zgh Themen Energie & Ressourcen
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