| Kalorien (cal) | Terajoule (TJ) |
|---|---|
| 1 Kalorie | 4.184 × 10-12 TJ |
| 2 Kalorien | 8.368 × 10-12 TJ |
| 3 Kalorien | 1.2552 × 10-11 TJ |
| 4 Kalorien | 1.6736 × 10-11 TJ |
| 5 Kalorien | 2.092 × 10-11 TJ |
| 10 Kalorien | 4.184 × 10-11 TJ |
| 20 Kalorien | 8.368 × 10-11 TJ |
| 25 Kalorien | 1.046 × 10-10 TJ |
| 50 Kalorien | 2.092 × 10-10 TJ |
| 100 Kalorien | 4.184 × 10-10 TJ |
| Referenz | Kalorien (cal) | Terajoule (TJ) |
|---|---|---|
| One food calorie (kcal) | 1000 cal | 0.000000004184 TJ |
| An AA alkaline battery | 2390.06 cal | 0.00000001 TJ |
| Daily adult food intake | 2000000 cal | 0.000008368 TJ |
| One unit on an electricity bill | 860421 cal | 0.0000036 TJ |
| A lightning strike | 239005736 cal | 0.001 TJ |
Die Kalorie ist eine Energieeinheit und entspricht 4,184 Joule. Ihr Zeichen ist cal. Ursprünglich war sie als die Wärme bestimmt, die nötig ist, um ein Gramm Wasser um ein Grad Celsius zu erwärmen, und sie ist keine SI-Einheit, überlebt aber fast überall dort, wo von Nahrung und Wärme die Rede ist.
Die ursprüngliche Bestimmung war unbequem, weil die Antwort von der Ausgangstemperatur abhängt. Wasser braucht etwas mehr Wärme, um von 14,5 auf 15,5 Grad zu steigen, als von 19,5 auf 20,5, weshalb mehrere konkurrierende Kalorien bestanden: die Fünfzehn-Grad-Kalorie, die mittlere Kalorie und die Kalorie der internationalen Dampftafeln, unter anderen. Die heute verwendete thermochemische Kalorie ist schlicht als genau 4,184 Joule festgelegt, was die Bindung an Wasser vollständig kappt und die Mehrdeutigkeit beendet.
Die größere Verwirrung betrifft die Größenordnung. Die auf Lebensmittelverpackungen in den Vereinigten Staaten gedruckte Kalorie ist gar nicht diese Einheit, sondern die Kilokalorie, tausendmal größer, mitunter durch ein großes C unterschieden. Ein Keks mit angeblich sechzig Kalorien enthält in Wahrheit sechzigtausend der hier beschriebenen Einheit. Die Gepflogenheit ist verfestigt und wird sich kaum ändern, sodass Nährwertzahlen und physikalische Zahlen in verschiedenen Registern zu lesen sind.
Die Chemie behielt die Kalorie lange, nachdem die Physik weitergezogen war. Reaktionsenthalpien, Bindungsenergien und Bildungswärmen wurden den größten Teil des zwanzigsten Jahrhunderts in Kilokalorien je Mol tabelliert, und ältere Literatur wie manche heutigen amerikanischen Lehrbücher tun es weiterhin. Die entsprechende SI-Zahl in Kilojoule je Mol ist um den Faktor 4,184 größer, und eine Verwechslung erzeugt Fehler, die plausibel aussehen.
Die Ernährungswissenschaft nutzt sie, weil die menschliche Energiebilanz zufällig auf einer bequemen Skala in Kilokalorien liegt, mit einem Tagesbedarf von etwa zweitausend. In Joule ist dieselbe Zahl rund achteinhalb Millionen, was zutrifft, sich aber schwerer im Kopf handhaben lässt.
Klima- und Kältetechnik geben in manchen Ländern die Leistung noch in Kilokalorien je Stunde an, und Heizwerte von Brennstoffen erscheinen in älteren technischen Tafeln als Kalorien je Gramm.
Eine Kalorie entspricht genau 4,184 Joule, 0,001 Kilokalorien oder etwa 0,00116 Wattstunden.
Das Terajoule ist eine Energieeinheit und entspricht tausend Gigajoule, also 1 000 000 000 000 Joule. Sein Zeichen ist TJ. Es ist die Einheit, in der Staaten ihre Energie verbuchen, und es erscheint weit häufiger in amtlichen Statistiken als in einem technischen Katalog, denn es ist auf den Jahresverbrauch einer Stadt zugeschnitten und nicht auf den einer Maschine.
Die internationale Energiebuchführung läuft damit. Die Internationale Energieagentur veröffentlicht nationale Energiebilanzen in Terajoule, und die im Klimarahmen der Vereinten Nationen eingereichten Treibhausgasinventare geben den Brennstoffeinsatz in derselben Einheit an. Die Emissionsfaktoren sind passend angegeben: Ein Terajoule Erdgas zu verbrennen setzt rund 56 Tonnen Kohlendioxid frei, Dieselkraftstoff etwa 74 und Steinkohle etwa 95, womit sich jede Energiezahl unmittelbar in eine Emissionszahl verwandelt.
Auch die Erzeugung wird hier beschrieben. Eine Windkraftanlage von drei Megawatt liefert bei realistischem Nutzungsgrad im Jahr rund 33 Terajoule. Eine einzige Ladung verflüssigten Erdgases auf einem großen Tanker enthält annähernd 3800 Terajoule, weshalb eine Lieferung den Gasbedarf eines kleinen Landes für Wochen decken kann. Netzspeicher hingegen werden weiterhin in Bruchteilen eines Terajoule gemessen.
Auch zerstörende Energie erreicht den Maßstab. Eine Kilotonne TNT entspricht genau 4,184 Terajoule, sodass die über Hiroshima abgeworfene Bombe rund 63 Terajoule freisetzte. Ein Beben der Stärke fünf strahlt etwa zwei Terajoule seismischer Energie ab, und jede ganze Stufe der Skala vervielfacht das um ungefähr zweiunddreißig, weshalb ein Ereignis der Stärke sieben tausendmal so groß ist wie eines der Stärke fünf.
Die Einheit markiert überdies eine Grenze in der Art, wie über Energie gesprochen wird. Darunter gehören die Größen zu Gebäuden, Fahrzeugen und Geräten, und gestritten wird über Wirkungsgrade. Auf dieser Stufe und darüber gehören sie zur Politik: Brennstoffeinfuhren, Förderprogramme, Emissionsziele, Netzplanung. Gemessen wird dieselbe Physik, doch beim Terajoule hört das Gespräch auf, technisch zu sein, und wird politisch.
Über dem Terajoule geht die Leiter mit dem Petajoule weiter, das ganze nationale Sektoren beschreibt, und mit dem Exajoule für Weltsummen: Der weltweite Primärenergieverbrauch liegt bei etwas über 600 Exajoule im Jahr. Diese Leiter wieder hinabzulesen heißt, das Komma jeweils um drei Stellen zu verschieben.
Ein Terajoule entspricht 1 000 000 000 000 Joule, etwa 277,8 Megawattstunden oder rund 239 Gigakalorien.