58 14.3 Kuchenbacken mit dem Rad Die Leistung Den Begriff Leistung kennst du vom Auto. In der Physik meint man damit den Energieumsatz pro Zeit. Wir sehen uns hier auch an, wie groß deine eigene Leistung ist, wenn du eine Treppe hinaufläufst. Der Bugatti Chiron Super Sport hat eine Leistung von 1178 Kilowatt (kW) oder 1600 PS! Wie lautet daher die Umrechnung zwischen kW und PS? Und welche Einheit sollte man heute eigentlich verwenden, wenn man die Leistung eines Autos angibt? B 14.25 Der Bugatti Chiron Super Sport Du willst einen Kuchen im Elektrobackrohr zubereiten, aber bei der Stromrechnung sparen. Du bittest deine Freundinnen und Freunde, auf Fahrrädern strampelnd den benötigten Strom zu erzeugen. Wie viele Personen musst du dazu einladen? Ein Elektroauto wird gerade aufgeladen. Was deuten die Windräder und Solarzellen an? Welches neue Problem kommt auf uns zu, wenn man den gesamten Verkehr auf Elektroautos umstellt? B 14.26 Ein E-Auto wird aufgeladen. Suche in deiner Wohnung die Leistungsangabe deiner Elektrogeräte. Sie befindet sich oft auf einem Schild an der Unterseite. Welche Geräte haben allgemein eine besonders hohe Leistung? A 11 A 12 A 13 A 14 Wenn Energie von einer Form in eine andere umgewandelt wird, dann nennt man das Energieumsatz. Im Haushalt wird zum Beispiel die Energie des elektrischen Stroms in Wärme (etwa beim Herd) oder Bewegung (etwa beim Staubsauger) umgewandelt. Bei diesem Energieumsatz kommt die Leistung ins Spiel. Unter der Leistung versteht man den Energieumsatz pro Zeit. Die Leistung wird in Watt (W) angegeben und es gilt: 1 Watt ist 1 Joule pro Sekunde. B 14.27 Kuchenbacken mit Menschenstärke Sehen wir uns einige Zahlenbeispiele an (T 14.1) und beginnen wir beim Menschen. In Ruhe leistet dein Körper etwa 1 W pro Kilogramm. Wenn du zum Beispiel 40 kg hast, leistet dein Körper 40 W. Das bedeutet, dass pro Sekunde 40 J an chemischer Energie aus den Körperspeichern in andere Energieformen umgewandelt werden. Ein untrainierter Mensch kann auf Dauer rund 100 W Leistung abgeben, etwa wenn er am Fahrrad sitzt. Das ist wirklich nicht viel. Um ein Backrohr mit 3000 W zu betreiben, wären dann nämlich 30 Menschen nötig ( A 12 ; B 14.27) – ein ziemliches Gedränge! Das Beispiel zeigt, wie ungeheuer viel Energie im elektrischen Strom steckt. Beispiel Leistung LED-Lampe 8 W Jugendlicher (40 kg) in Ruhe 40 W Dauerleistung am Fahrrad 100 W (Leistungsabgabe) Hebeleistung beim Stufenlauftest (Beispiel) 600 W Toaster 800 W–1400 W Backrohr 3000 W (3 kW) Smart 33.000 W (33 kW) Bugatti Chiron Super Sport 1.178.000 W (1178 kW) E-Auto Schnellladung 300.000 (300 kW) Windrad 3.000.000 W (106 W) Donaukraftwerk 200.000.000 W (2·108 W) Blitz 2.000.000.000.000 W (2 · 1012 W) Sonne 1026 W Tab. 14.1 Beispiele für Leistungen: Mit Ausnahme der Autoleistungen sind die Zahlen als Richtwerte zu sehen. Beim Fahrrad ist angegeben, welche mechanische Leistung abgegeben wird. Weil dein Körper beim Radeln auch viel Wärme erzeugt, ist die Leistung „im Körper drinnen“ mit rund 400W wesentlich höher. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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