Was ist Energie?
"Energie" ist die
Fähigkeit, Arbeit zu leisten,
und Arbeit ist das Produkt aus der Kraft, die einen Körper bewegt
und dem Weg, den er dabei zurücklegt.
Energie kann in verschiedenen Formen auftreten:
- elektromagnetische
Energie, Strahlungsenergie
spezielle Form = "Licht": im sichtbaren Spektralbereich (350 - 750 nm) - potentielle mechanische
Energie
ist gespeichert z.B. in einem gefüllten Stausee oder in der gespannten Sehne eines Bogens, ...
- kinetische mechanische
Energie
steckt in jedem bewegten Körper (z.B. Muskelarbeit), im abgeschossenen Pfeil, im fahrenden Auto, ... - Wärmeenergie
steckt in jeder Art von Stoff, in siedendem Wasser, aber auch in Trockeneis.
- elektrische Energie
wird in dem Moment frei, in dem z.B. eine Brennstoffzelle angeschlossen wird und ein elektrischer Strom fließt.
Im elektrischen Feld eines Kondensators und im magnetischen Feld eines Magneten ist elektrische Energie gespeichert.
- chemische Energie
enthalten alle Stoffe, die verbrennen können.
Es ist die Fähigkeit einer chemischen Reaktion, Arbeit zu leisten. - Kernenergie
ist in den Atomkernen gespeichert, kann in Kernspaltungsreaktoren freigesetzt werden.
Jede Energieform kann praktisch in jede andere umgewandelt werden.
Beispiel:
| Ausgangsenergie: | wird mit Hilfe von: | umgewandelt in: |
| 1. chemische Energie, Benzin | Motor, Verbrennung | Wärmenergie |
| 2. Wärmeenergie | Kolben und Pleuel | mechanische Energie |
| 3. mechanische Energie | Lichtmaschine | elektrische Energie |
| 4. elektrische Energie | Aufladen Akkumulator | chemische Energie |
Energieerhaltungssatz
von MAYER und JOULE
Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden. Energie kann nur von einer Form in eine andere umgewandelt werden. Zwischen den Einheitsmengen verschiedener Energiearten, die in verschiedenen Maßeinheiten gemessen werden, müssen ganz bestimmte konstante Umrechnungsverhältnisse existieren.
Was bedeutet das?
| mechanische Energie | Kilopondmeter | 427 kpm = |
| Wärmeenergie | Kilokalorie | 1 kcal |
Um
1 Kilogramm Wasser um 1 Grad Celsius zu erwärmen oder um es 427 Meter
hoch zu heben,
ist jeweils dieselbe Energiemenge erforderlich.