Physikalische Größen, kinetische Energie. MeV, Joule und kcal vergleichen?

Question

Hallo,

ein MeV beträgt ca. 1,6 * 10^-10 Joule, was sagt das genau ist? Welche Energie steckt dahinter, kann man das irgendwie vergleichen mit dingen aus dem Alltag? Angenommen ich lass einen 10g Würfel aus 10cm höhe fallen, welche Energie tritt da auf, also wie viel Elektronenvolt wären das bzw. wie viel Joule? Ich kann mir einfach darunter nicht viel Vorstellen und das umrechnen klappt überhaupt nicht.

Kann mir da jemand einen kleinen Einstieg zeigen? Joule, eV und was hat das wieder mit kcal zutun?

 

Danke und lg

Answer 1

Um zu verstehen, was das eV bedeutet, muss man ein bisschen in die Elektrodynamik reingehen:

Elektrische Felder bewirken Kräfte auf elektrische Ladungen. Spannungensdifferenzen erzeugen elektrische Felder.

Wenn also ein Elektron (geladenes Teilchen) eine Spannungsdifferenz durchläuft, dann wird es durch die sogenannte Coulomb-Kraft beschleunigt und gewinnt dabei Energie.

Die Energie, die ein Elektron erhält, wenn es eine Spannung von einem Volt durchläuft, nennt man ein Elektronenvolt (1 eV)

Das ist eine vergleichsweise kleine Energie.

 

Wenn z.B. der 10g Würfel im Erdgravitationsfeld (mit g ≈ 10 m/s²) 10cm fällt, dann nimmt er potentielle Energie der Größe m*g*h auf, also

E ≈ 0.01 kg * 10 m/s² * 0.1 m = 0.01 kg m²/s² = 0.01 J

Das sind 62500000 eV, also 6,25 MeV.

Daran sieht man bereits, dass ein eV relativ "klein" ist.

 

Unter einer Kalorie versteht man nach Definition die Wärmemenge (=Energie) die benötigt wird, um 1g Wasser um 1 Kelvin zu erwärmen.
Diese Einheit wird allerdings in der Physik nicht verwendet, auch auf Nahrungsmitteln darf sie (gesetzlich vorgeschrieben) in Deutschland nicht hervorgehoben sein. Soweit ich weiß, muss die Energiemenge in Joule sogar größer gedruckt sein.