Mathematik & Einheiten · Stand:
Einheiten umrechnen: SI-Einheiten, Vorsätze und Umrechnungstabellen
Im metrischen System rechnest Du mit Zehnerpotenzen: 1 km = 1.000 m, 1 m² = 10.000 cm², 1 m³ = 1.000 Liter. Bei Längen ist die Umrechnungszahl zwischen benachbarten Einheiten 10, bei Flächen 100 und bei Volumen 1.000. Die Tabellen zeigen die sieben SI-Basiseinheiten, die Vorsätze von Piko bis Tera und alle gängigen Einheiten für Länge, Fläche, Volumen, Masse, Geschwindigkeit, Druck und Energie – mit Faktoren, die aus den Definitionen berechnet sind. Werte ohne „≈“ sind exakt.
- 1 Zoll
- 2,54 cm (exakt)
- 1 Hektar
- 100 a = 10.000 m²
- 1 km/h
- ≈ 0,2777778 m/s
- 1 kWh
- 3,6 MJ (exakt)
| Größe | Einheit | Zeichen | festgelegt über |
|---|---|---|---|
| Zeit | Sekunde | s | Cäsium-Frequenz ΔνCs = 9.192.631.770 Hz |
| Länge | Meter | m | Lichtgeschwindigkeit c = 299.792.458 m/s |
| Masse | Kilogramm | kg | Planck-Konstante h = 6,62607015 × 10⁻³⁴ J·s |
| Elektrische Stromstärke | Ampere | A | Elementarladung e = 1,602176634 × 10⁻¹⁹ C |
| Temperatur | Kelvin | K | Boltzmann-Konstante k = 1,380649 × 10⁻²³ J/K |
| Stoffmenge | Mol | mol | Avogadro-Konstante NA = 6,02214076 × 10²³ mol⁻¹ |
| Lichtstärke | Candela | cd | Photometrisches Strahlungsäquivalent Kcd = 683 lm/W |
Seit dem 20. Mai 2019 sind alle SI-Einheiten über feste Zahlenwerte von Naturkonstanten definiert; die Werte in der rechten Spalte sind exakt.
| Vorsatz | Zeichen | Faktor | als Zahl | Zahlwort | Beispiel |
|---|---|---|---|---|---|
| Piko | p | 10⁻¹² | 0,000 000 000 001 | Billionstel | pm: Abstände zwischen Atomen |
| Nano | n | 10⁻⁹ | 0,000 000 001 | Milliardstel | nm: Wellenlänge des Lichts |
| Mikro | µ | 10⁻⁶ | 0,000 001 | Millionstel | µm: Bakterien, Feinstaub |
| Milli | m | 10⁻³ | 0,001 | Tausendstel | mm, mg, ml |
| Zenti | c | 10⁻² | 0,01 | Hundertstel | cm, cl |
| Dezi | d | 10⁻¹ | 0,1 | Zehntel | dm, dl |
| Deka | da | 10¹ | 10 | Zehn | dag (Dekagramm, Österreich) |
| Hekto | h | 10² | 100 | Hundert | hPa, hl, ha |
| Kilo | k | 10³ | 1.000 | Tausend | km, kg, kWh |
| Mega | M | 10⁶ | 1.000.000 | Million | MW (Kraftwerksleistung) |
| Giga | G | 10⁹ | 1.000.000.000 | Milliarde | GHz, GWh |
| Tera | T | 10¹² | 1.000.000.000.000 | Billion | TWh (Jahresstromverbrauch eines Landes) |
Weitere Vorsätze: Femto (10⁻¹⁵) bis Quekto (10⁻³⁰) und Peta (10¹⁵) bis Quetta (10³⁰); Ronna, Quetta, Ronto und Quekto gibt es seit 2022.
| Einheit | Zeichen | in Meter (m) | 1 m = … Einheiten |
|---|---|---|---|
| Nanometer | nm | 1 × 10⁻⁹ | 1 × 10⁹ |
| Mikrometer | µm | 0,000001 | 1.000.000 |
| Millimeter | mm | 0,001 | 1.000 |
| Zentimeter | cm | 0,01 | 100 |
| Dezimeter | dm | 0,1 | 10 |
| Meter | m | 1 | 1 |
| Kilometer | km | 1.000 | 0,001 |
| Zoll (inch) | in | 0,0254 | ≈ 39,37008 |
| Fuß (foot) | ft | 0,3048 | ≈ 3,28084 |
| Yard | yd | 0,9144 | ≈ 1,093613 |
| Meile (international) | mi | 1.609,344 | ≈ 0,0006213712 |
| Seemeile | sm | 1.852 | ≈ 0,0005399568 |
| Astronomische Einheit | AE | 1,495978707 × 10¹¹ | ≈ 6,684587 × 10⁻¹² |
| Lichtjahr | Lj | ≈ 9,46073 × 10¹⁵ | ≈ 1,057001 × 10⁻¹⁶ |
Werte ohne „≈“ sind exakt (per Definition), Werte mit „≈“ auf sieben Stellen gerundet. Lichtjahr: Strecke des Lichts in einem julianischen Jahr (365,25 Tage). Die Astronomische Einheit ist seit 2012 exakt festgelegt.
| Einheit | Zeichen | in Quadratmeter (m²) | 1 m² = … Einheiten |
|---|---|---|---|
| Quadratmillimeter | mm² | 0,000001 | 1.000.000 |
| Quadratzentimeter | cm² | 0,0001 | 10.000 |
| Quadratdezimeter | dm² | 0,01 | 100 |
| Quadratmeter | m² | 1 | 1 |
| Ar | a | 100 | 0,01 |
| Hektar | ha | 10.000 | 0,0001 |
| Quadratkilometer | km² | 1.000.000 | 0,000001 |
| Quadratzoll | in² | 0,00064516 | ≈ 1.550,003 |
| Quadratfuß | ft² | 0,09290304 | ≈ 10,76391 |
| Acre | ac | 4.046,8564224 | ≈ 0,0002471054 |
| Quadratmeile | mi² | ≈ 2.589.988 | ≈ 3,861022 × 10⁻⁷ |
| Morgen (heute meist) | – | ≈ 2.500 | ≈ 0,0004 |
| Morgen (Preußen, historisch) | – | ≈ 2.553,22 | ≈ 0,0003916623 |
| Tagwerk (Bayern, historisch) | – | ≈ 3.407 | ≈ 0,0002935134 |
| Morgen (Baden, historisch) | – | ≈ 3.600 | ≈ 0,0002777778 |
Werte ohne „≈“ sind exakt (per Definition), Werte mit „≈“ auf sieben Stellen gerundet. Der Morgen ist keine gesetzliche Einheit und war regional sehr verschieden (historisch rund 1.900 bis 11.800 m²); heute wird er meist mit 25 Ar gleichgesetzt. Acre: internationaler Acre (43.560 Quadratfuß).
Ein Hektar ist so groß wie ein Quadrat mit 100 m Seitenlänge. Historische Morgen und Tagwerk sind Näherungswerte.
| Einheit | Zeichen | in Liter (l) | 1 l = … Einheiten |
|---|---|---|---|
| Kubikmillimeter | mm³ | 0,000001 | 1.000.000 |
| Milliliter = Kubikzentimeter | ml, cm³ | 0,001 | 1.000 |
| Zentiliter | cl | 0,01 | 100 |
| Deziliter | dl | 0,1 | 10 |
| Liter = Kubikdezimeter | l | 1 | 1 |
| Hektoliter | hl | 100 | 0,01 |
| Kubikmeter | m³ | 1.000 | 0,001 |
| Kubikzoll | in³ | 0,016387064 | ≈ 61,02374 |
| US-Flüssigunze | fl oz (US) | 0,0295735295625 | ≈ 33,81402 |
| Britische Flüssigunze | fl oz (UK) | 0,0284130625 | ≈ 35,19508 |
| US-Pint | pt (US) | 0,473176473 | ≈ 2,113376 |
| US-Gallone | gal (US) | 3,785411784 | ≈ 0,2641721 |
| Britische Gallone | gal (UK) | 4,54609 | ≈ 0,2199692 |
| Barrel (Erdöl) | bbl | 158,987294928 | ≈ 0,006289811 |
Werte ohne „≈“ sind exakt (per Definition), Werte mit „≈“ auf sieben Stellen gerundet. US-Gallone = 231 Kubikzoll; Barrel = 42 US-Gallonen.
| Einheit | Zeichen | in Kilogramm (kg) | 1 kg = … Einheiten |
|---|---|---|---|
| Mikrogramm | µg | 1 × 10⁻⁹ | 1 × 10⁹ |
| Milligramm | mg | 0,000001 | 1.000.000 |
| Gramm | g | 0,001 | 1.000 |
| Dekagramm | dag | 0,01 | 100 |
| Kilogramm | kg | 1 | 1 |
| Tonne | t | 1.000 | 0,001 |
| Karat (metrisch, Edelsteine) | ct | 0,0002 | 5.000 |
| Unze | oz | 0,028349523125 | ≈ 35,27396 |
| Feinunze (Troy, Edelmetalle) | oz tr | 0,0311034768 | ≈ 32,15075 |
| Pfund (international) | lb | 0,45359237 | ≈ 2,204623 |
| Pfund (deutsch, umgangssprachlich) | – | 0,5 | 2 |
| Stone | st | 6,35029318 | ≈ 0,157473 |
| Zentner | Ztr. | 50 | 0,02 |
| Doppelzentner | dt | 100 | 0,01 |
Werte ohne „≈“ sind exakt (per Definition), Werte mit „≈“ auf sieben Stellen gerundet. Pfund (lb) seit 1959 international auf 0,45359237 kg festgelegt; Unze = 1/16 Pfund, Stone = 14 Pfund. Das deutsche Pfund (500 g) und der Zentner (50 kg) sind Alltagsbegriffe, keine gesetzlichen Einheiten.
| 1 Einheit | Zeichen | in m/s | in km/h | in mph | in Knoten |
|---|---|---|---|---|---|
| Meter pro Sekunde | m/s | 1 | 3,6 | ≈ 2,236936 | ≈ 1,943844 |
| Kilometer pro Stunde | km/h | ≈ 0,2777778 | 1 | ≈ 0,6213712 | ≈ 0,5399568 |
| Meile pro Stunde | mph | 0,44704 | 1,609344 | 1 | ≈ 0,8689762 |
| Knoten (Seemeile pro Stunde) | kn | ≈ 0,5144444 | 1,852 | ≈ 1,150779 | 1 |
Werte ohne „≈“ sind exakt (per Definition), Werte mit „≈“ auf sieben Stellen gerundet.
| km/h | m/s | mph | Knoten (kn) |
|---|---|---|---|
| 10 | 2,8 | 6,2 | 5,4 |
| 20 | 5,6 | 12,4 | 10,8 |
| 30 | 8,3 | 18,6 | 16,2 |
| 40 | 11,1 | 24,9 | 21,6 |
| 50 | 13,9 | 31,1 | 27,0 |
| 60 | 16,7 | 37,3 | 32,4 |
| 70 | 19,4 | 43,5 | 37,8 |
| 80 | 22,2 | 49,7 | 43,2 |
| 90 | 25,0 | 55,9 | 48,6 |
| 100 | 27,8 | 62,1 | 54,0 |
| 110 | 30,6 | 68,4 | 59,4 |
| 120 | 33,3 | 74,6 | 64,8 |
| 130 | 36,1 | 80,8 | 70,2 |
| 140 | 38,9 | 87,0 | 75,6 |
| 150 | 41,7 | 93,2 | 81,0 |
| 160 | 44,4 | 99,4 | 86,4 |
| 170 | 47,2 | 105,6 | 91,8 |
| 180 | 50,0 | 111,8 | 97,2 |
| 190 | 52,8 | 118,1 | 102,6 |
| 200 | 55,6 | 124,3 | 108,0 |
Auf eine Nachkommastelle gerundet.
Waagerechte Achse: Geschwindigkeit in km/h. Alle drei Linien steigen gleichmäßig, weil jede Umrechnung ein fester Faktor ist.
| Einheit | Zeichen | in Pascal (Pa) | in bar |
|---|---|---|---|
| Pascal | Pa | 1 | 0,00001 |
| Hektopascal = Millibar | hPa, mbar | 100 | 0,001 |
| Kilopascal | kPa | 1.000 | 0,01 |
| Megapascal = N/mm² | MPa | 1.000.000 | 10 |
| Bar | bar | 100.000 | 1 |
| Technische Atmosphäre (kp/cm²) | at | 98.066,5 | 0,980665 |
| Physikalische Atmosphäre | atm | 101.325 | 1,01325 |
| Torr (1/760 atm) | Torr | ≈ 133,3224 | ≈ 0,001333224 |
| Millimeter Quecksilbersäule | mmHg | ≈ 133,3224 | ≈ 0,001333224 |
| Meter Wassersäule (konventionell) | mWS | 9.806,65 | 0,0980665 |
| Pound-force per square inch | psi | ≈ 6.894,757 | ≈ 0,06894757 |
Werte ohne „≈“ sind exakt (per Definition), Werte mit „≈“ auf sieben Stellen gerundet. 1 Torr und 1 mmHg unterscheiden sich um weniger als ein Millionstel.
| Einheit | Zeichen | in Joule (J) | in kWh |
|---|---|---|---|
| Joule = Wattsekunde = Newtonmeter | J | 1 | ≈ 2,777778 × 10⁻⁷ |
| Kilojoule | kJ | 1.000 | ≈ 0,0002777778 |
| Megajoule | MJ | 1.000.000 | ≈ 0,2777778 |
| Wattstunde | Wh | 3.600 | 0,001 |
| Kilowattstunde | kWh | 3.600.000 | 1 |
| Kalorie (thermochemisch) | cal | 4,184 | ≈ 0,000001162222 |
| Kilokalorie (thermochemisch) | kcal | 4.184 | ≈ 0,001162222 |
| Kilokalorie (internationale Tafel) | kcal (IT) | 4.186,8 | 0,001163 |
| Elektronvolt | eV | 1,602176634 × 10⁻¹⁹ | 4,45049065 × 10⁻²⁶ |
| British Thermal Unit (IT) | BTU | 1.055,05585262 | ≈ 0,0002930711 |
Werte ohne „≈“ sind exakt (per Definition), Werte mit „≈“ auf sieben Stellen gerundet. Die thermochemische und die internationale Kalorie unterscheiden sich um weniger als 0,1 %.
So liest Du die Umrechnungstabellen
Jede Tabelle hat eine Basiseinheit, zum Beispiel Meter oder Liter. Die dritte Spalte sagt, wie viel eine Einheit in der Basiseinheit ist, die vierte Spalte zeigt den umgekehrten Weg. Beispiel Fuß: 1 ft = 0,3048 m, und 1 m ≈ 3,28084 ft. Um 6 Fuß in Meter umzurechnen, nimmst Du 6 × 0,3048 = 1,8288 m.
Steht kein „≈“ vor einem Wert, ist er exakt – nicht gerundet, sondern per Definition so festgelegt. Das gilt etwa für den Zoll (25,4 mm), die Meile (1.609,344 m) und die Seemeile (1.852 m). Zwischen zwei beliebigen Einheiten einer Tabelle rechnest Du über die Basis: erst in die Basiseinheit, dann in die Zieleinheit.
SI-Einheiten und Vorsätze
Das Internationale Einheitensystem (SI) kommt mit sieben Basiseinheiten aus; alle anderen Einheiten wie Newton, Pascal oder Joule sind daraus abgeleitet. Seit 2019 hängt keine Einheit mehr an einem Gegenstand: Auch das Kilogramm ist über die Planck-Konstante festgelegt und nicht mehr über das Urkilogramm in Sèvres bei Paris.
Vorsätze vervielfachen eine Einheit um Zehnerpotenzen. Beim Kilogramm stehen sie vor dem Gramm, deshalb heißt es Milligramm und nicht „Mikrokilogramm“. Doppelte Vorsätze sind nicht erlaubt. Im IT-Bereich gibt es zusätzlich Binärvorsätze wie Kibi und Gibi; was Kilobyte und Kibibyte unterscheidet, zeigt die Dateigrößen-Tabelle.
Umrechnungszahlen: 10, 100 und 1.000
Zwischen mm, cm, dm und m liegt jeweils der Faktor 10. Bei Flächen wird er quadriert, also 100: 1 m² = 100 dm² = 10.000 cm². Bei Volumen wird er hoch drei genommen, also 1.000: 1 m³ = 1.000 dm³ = 1.000.000 cm³.
Länge ×10 · Fläche ×100 · Volumen ×1.000
Rechenbeispiel: 3,5 m² in cm² sind 3,5 × 10.000 = 35.000 cm². Praktisch im Alltag: Ein Liter ist genau ein Kubikdezimeter, ein Milliliter ein Kubikzentimeter. Ein Würfel mit 10 cm Kantenlänge fasst also genau einen Liter.
Ar, Hektar und Morgen
Die Flächenreihe m² → a → ha → km² geht durchgehend in Hunderterschritten: 1 Ar sind 100 m² (ein Quadrat mit 10 m Seitenlänge), 1 Hektar sind 100 Ar oder 10.000 m², und 100 Hektar ergeben einen Quadratkilometer. Ar und Hektar sind in Deutschland gesetzliche Einheiten für die Fläche von Grundstücken.
Der Morgen dagegen ist eine alte Ackereinheit ohne einheitliche Größe. Der Name geht auf die Fläche zurück, die sich an einem Vormittag pflügen ließ, und jede Region legte ihn anders fest. Heute wird er meist mit 25 Ar, also einem Viertelhektar, gleichgesetzt. Steht in einem alten Vertrag „Morgen“, kommt es auf Ort und Zeit an; im Liegenschaftskataster ist die Fläche ohnehin in Quadratmetern verzeichnet.
Zoll, Meile, Knoten: angloamerikanische Einheiten
Seit 1959 sind Yard und Pfund international über das Meter und das Kilogramm festgelegt; daraus folgen Zoll, Fuß und Meile exakt. Bildschirme und Fahrradfelgen werden auch bei uns in Zoll angegeben, Details zeigt die Zoll-cm-Tabelle.
Bei Geschwindigkeiten musst Du nur einen Faktor kennen: km/h geteilt durch 3,6 ergibt m/s. 70 mph in den USA entsprechen 112,7 km/h. In Luft- und Seefahrt zählt der Knoten, eine Seemeile pro Stunde: 20 kn sind 37,0 km/h. Auch Windgeschwindigkeiten werden oft in Knoten gemeldet, siehe die Beaufort-Skala.
Druck und Energie im Alltag
Der Luftdruck im Wetterbericht steht in Hektopascal; der Normdruck auf Meereshöhe beträgt 1.013,25 hPa, das ist genau eine physikalische Atmosphäre. Reifendruck misst Du in bar: 2,5 bar entsprechen 36,3 psi, wie sie amerikanische Kompressoren anzeigen.
Bei Energie begegnen Dir Joule, Kilowattstunde und Kilokalorie. Auf Lebensmitteln stehen kJ und kcal nebeneinander; eine Kilokalorie sind rund 4,2 kJ. Eine Kilowattstunde Strom sind 3,6 Millionen Joule oder 860 kcal. Temperaturen rechnest Du nicht mit einem Faktor um, sondern mit einer Formel – dafür gibt es die Temperatur-Umrechnung.
Häufige Fragen
Wie viele Quadratmeter hat ein Hektar?
Wie rechne ich km/h in m/s um?
Wie groß ist ein Morgen Land?
Wie viele Kilojoule sind eine Kilokalorie?
Welche Einheiten sind exakt definiert?
Quellen
- BIPM: SI-Broschüre (The International System of Units, 9. Auflage)
- BIPM: SI-Vorsätze (SI prefixes)
- PTB: Die gesetzlichen Einheiten in Deutschland (Broschüre)
- Einheitenverordnung (EinhV), Anlage 1: Gesetzliche Einheiten mit besonderem Namen
- NIST Special Publication 811, Anhang B.9: Umrechnungsfaktoren
- Wikipedia: Morgen (Einheit) – regionale Größen