Back to the topics list

energieeinsparung

Die einfachste Definition von Energie ist „die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten“. Energie ist, wie sich Dinge verändern und bewegen. Es ist überall um uns herum und nimmt alle möglichen Formen an. Es kostet Energie, Essen zu kochen, zur Schule zu fahren und in die Luft zu springen. Für die Evolution der Lebensformen auf der Erde wird Energie benötigt. Es gibt verschiedene Energieformen – Wärme, elektrische, chemische, nukleare usw.

Was ist der Energieerhaltungssatz?

Das Energieerhaltungsgesetz besagt, dass Energie weder erzeugt noch vernichtet, sondern von einer ihrer Formen in eine andere umgewandelt werden kann. Berücksichtigt man alle Energieformen, bleibt die Gesamtenergie eines isolierten Systems immer konstant.

Dies bedeutet, dass in einem isolierten System wie dem Universum, wenn in einem Teil davon Energie verloren geht, in einem anderen Teil des Universums ein Energiegewinn in gleicher Höhe erfolgen muss. Energie ändert ihre Form, aber die Gesamtmenge an Energie im Universum bleibt gleich.

Wenn wir Energie verbrauchen, verschwindet sie nicht, sondern wird von einer Energieform in eine andere umgewandelt. Beispielsweise verbrennt ein Automotor Benzin und wandelt die chemische Energie im Benzin in mechanische Energie um. Ein weiteres gutes Beispiel für den Energieerhaltungssatz sind Solarzellen, die Strahlungsenergie in elektrische Energie umwandeln.

Wenn wir Energieumwandlungen in unserem täglichen Leben beobachten, kann es scheinen, als würde Energie ständig verschwinden. Wenn wir zum Beispiel einen Fußball über den Boden kicken, geben wir dem Ball kinetische Energie. Es wird eine Weile rollen, aber schließlich aufhören. Betrachten wir, was mit der kinetischen Energie des Balls passiert sein könnte. Wenn der Ball rollt, reibt er am Boden. Ein Teil der kinetischen Energie wird durch Reibung in Wärme umgewandelt. Ein Teil der Energie des Balls verwandelt sich auch in Schallenergie, die Sie hören können, wenn sich der Ball bewegt. Obwohl der Ball kinetische Energie verliert, nimmt die Gesamtenergiemenge im Universum nicht ab. Der Ball verliert Energie, aber diese Energie wird auf andere Teile des Universums übertragen. Energie wird eingespart; es kann weder erzeugt noch zerstört werden. Obwohl es in vielen Fällen den Anschein haben mag, dass Energie gewonnen oder verloren wird, wird sie in Wirklichkeit nur in ihrer Form verändert.

Energieerhaltung ist ein Energiegleichgewicht im Universum. Wenn ein Fußball getreten wird, wird durch den Tritt eine gewisse Energie übertragen. Der Ball gewinnt die gleiche Menge an Energie, meist in Form von kinetischer Energie. Die kinetische Energie des Balls nimmt jedoch ab, da ein Teil dieser Energie durch die Reibung zwischen dem Ball und dem Boden in Schallenergie und Wärme umgewandelt wird. Nach dem Energieerhaltungssatz ist die Menge an Energie, die ein Fußballspieler beim Treten an den Ball abgibt, gleich der Energie, die der Ball gewinnt. Die Energie, die der Ball verliert, entspricht wiederum der Energiemenge, die als Schallenergie und Wärme an das Universum übertragen wird, wenn der Ball langsamer wird.

Verschiedene Energieformen

Allgemein kann Energie in zwei große Kategorien eingeteilt werden:

• Kinetische Energie ist die Energie bewegter Objekte
• Potentielle Energie ist die gespeicherte Energie

Energie kann verschiedene Formen annehmen. Hier sind einige Beispiele

• Chemisch – Chemische Energie kommt von Atomen und Molekülen und wie sie interagieren.
• Elektrisch – Elektrische Energie wird durch die Bewegung von Elektronen erzeugt
• Gravitation – Große Objekte wie die Erde und die Sonne erzeugen Schwerkraft und Gravitationsenergie.
• Wärme – Wärmeenergie wird auch thermische Energie genannt. Es kommt von Molekülen mit unterschiedlichen Temperaturen, die interagieren.
• Licht – Licht wird Strahlungsenergie genannt. Die Erde bezieht einen Großteil ihrer Energie aus dem Licht der Sonne.
• Bewegung – Alles, was sich bewegt, hat Energie. Dies wird auch als kinetische Energie bezeichnet.
• Nuklear – Riesige Mengen an Kernenergie können durch die Spaltung von Atomen erzeugt werden.
• Potential – Potenzielle Energie ist gespeicherte Energie. Ein Beispiel hierfür ist eine Feder, die ganz nach unten gedrückt wird. Ein weiteres Beispiel ist ein Buch, das hoch oben auf einem Regal steht.

Die Standard-Maßeinheit für Energie ist Joule , abgekürzt als J. Einige andere Einheiten zur Messung von Energie werden verwendet – Kilowattstunden, Kalorien, Newtonmeter, Therme und Fuß-Pfund.

Energieübertragungen

Energieübertragung findet statt, wenn sich Energie von einem Ort zum anderen bewegt. Energie kann sich von einem Objekt zum anderen bewegen, wie wenn die Energie von Ihrem sich bewegenden Fuß auf einen Fußball übertragen wird, oder Energie kann sich von einer Form in eine andere ändern. Wenn die Energie in einer Batterie verwendet wird, um ein elektronisches Gerät mit Strom zu versorgen, wird chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt, die sich entlang von Drähten bewegt. Energie kann durch Licht, Schall und Wärme übertragen werden.

Energie kann als Licht übertragen werden - Lichtenergie ist die einzige Energieform, die wir sehen können. Licht von der Sonne hilft Pflanzen zu wachsen und macht Nahrung für uns, die wir genießen können. Die Energie der Sonne treibt auch Solarzellen an, die zur Stromerzeugung genutzt werden können.

Energie kann als Schall übertragen werden – Laute Konzerte, Blaskapellen oder laute Musik, die aus Lautsprechern kommt, erzeugen manchmal genug Energie, dass Sie die Vibrationen in Ihrem Körper spüren können. Schallenergie wird übertragen, wenn eine Schallwelle von ihrer Quelle wie einer Trommel zu einem anderen Objekt wandert. Wenn der Ton laut genug ist, erzeugen die Wellen sehr intensive Vibrationen, die Sie in Ihrer Brust spüren können.

Energie kann als Wärme übertragen werden – Wenn Sie an einem Lagerfeuer sitzen, spüren Sie, wie die Wärme Ihren Körper erwärmt. Wärme kann von warmen Objekten zu kühleren Objekten wandern.

Einige alltägliche Beispiele für das Energieerhaltungsgesetz sind unten aufgeführt

• Wenn ein fahrendes Auto auf ein geparktes Auto trifft und bewirkt, dass sich das geparkte Auto bewegt, wird Energie von dem fahrenden Auto auf das geparkte Auto übertragen.
• Die grünen Pflanzen nutzen das Sonnenlicht, um den Prozess der Photosynthese durchzuführen. Es ermöglicht ihnen, die Energie in ihren Zellen zu speichern. Dabei wird die Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt, die sie für ihr Wachstum und ihre Ernährung nutzen.
• Wenn wir den Lüfter einschalten, wird die elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt.
• In Blockheizkraftwerken wird die Wärmeenergie in elektrische Energie umgewandelt. Die Wärme wird jedoch durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe erzeugt, was eine Umwandlung von chemischer Energie in Wärmeenergie ist.
• Wenn Sie verhindern, dass ein Ball auf dem Boden rollt, scheint es, als gäbe es keine Energieumwandlung, aber in Wirklichkeit absorbieren Sie die kinetische Energie des Balls und wandeln sie in potenzielle Wärmeenergie um.
• Selbst wenn Sie einen Stuhl schieben, um ihn aus seiner statischen Position zu bewegen, nutzen Sie die in Ihrem Körper gespeicherte potenzielle Energie, um die Aufgabe zu erledigen. Zunächst wird Ihre potenzielle Energie auf den Stuhl übertragen. Dann wird sie in Bewegungsenergie umgewandelt, die den Stuhl schließlich aus seiner Position bewegt.
• Wasser kann Strom erzeugen. Das Wasser fällt vom Himmel herab und wandelt potenzielle Energie in kinetische Energie um. Diese Energie wird dann verwendet, um die Turbine eines Generators zur Stromerzeugung zu drehen. Bei diesem Prozess kann die potentielle Energie des Wassers in einem Damm in kinetische Energie umgewandelt werden, die dann zu elektrischer Energie werden kann.

Eine interessante Folge des Energieerhaltungssatzes ist, dass Perpetuum mobile der ersten Art nicht möglich sind. Mit anderen Worten, ein System muss über eine externe Stromversorgung verfügen, um kontinuierlich unbegrenzt Energie an seine Umgebung abgeben zu können.