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| − | ==Einführung und Beispiele==
| + | #WEITERLEITUNG [[Das Konzept der Energie (Energieträger und Potential)]] |
| − | [[Bild:Wasserglas.jpg|thumb|Das Glas ist gefüllt mit 0,2l Wasser, doch wieviel Energie steckt in ihm?]] | + | |
| − | ===Energiemenge eines Wassergefüllten Glases===
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| − | *Es gibt verschiedene Energieträger (Energieformen):
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| − | **warme Gegenstände: Entropie (thermische Energie)
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| − | **zusammengedrückte oder auseinandergezogene Gegenstände: ??? (Spannenergie)
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| − | **hochgehobene Gegenstände: Schwerefeld (Lageenergie)
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| − | **sich bewegende Gegenstände: Impuls (Bewegungsenergie)
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| − | *Bei einigen Energieträgern ist die enthaltene Energiemenge vom Bezugssystem abhängig:
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| − | ** Schwerefeld (Lageenergie)
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| − | **Impuls (Bewegungsenergie)
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| − | *Energie ist das Geld der Physik. Man bewertet damit Situationen.
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| − | :Es ist alles andere als selbstverständlich, daß wirklich sämtliche Situationen vergleichbar und in einer Einheit auch bewertbar sind.
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| − | *Energie ist eine Erhaltungsgröße, sie kann weder erzeugt, noch vernichtet werden. (Im Gegensatz zum Geld gibt es auch weder Inflation noch Deflation :)
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| − | * In der Regel ist die absolute Energiemenge eines Körpers uninteressant. Man interessiert sich viel mehr für die Energiemengen, die hinaus oder hineingehen.
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| − | * Die Veränderungen der Energiemenge kann man durch einen Energiestrom beschreiben, bei dem gleichzeitig auch der Energieträger strömt.
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| − | *Um eine gespeicherte Energiemenge zu bestimmen, muss man den heraus- oder hereinfließenden Energiestrom integrieren.
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| − | *Es ist (leider!?) auch üblich der gespeicherten Energie einen anderen Namen zu geben als der Energie, welche strömt. Man nennt die gespeicherte Energie eine Zustandsgröße, die strömende eine Prozessgröße.
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| − | :{|
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| − | |''Zustandsgröße''
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| − | |''Prozessgröße''
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| − | |mechanische Energie
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| − | |mechanische Arbeit
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| − | |thermische Energie
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| − | |Wärme
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| − | {|border=1
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| − | |'''''Mengenartige (extensive) Größen'''''
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| − | |'''''haben zugehörige Eigenschaften (intensive Größen), welche man Potential nennt.'''''
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| − | |'''E: Energiemenge <math>[E]=\mathrm{J \quad(Joule)}</math>
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| − | |'''S: Entropiemenge <math>[S] = \mathrm{Ct \quad (Carnot)}</math>
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| − | |'''ν: absolute Temperatur <math>[T] = \mathrm{K \quad (Kelvin)}</math>
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| − | |'''V: Volumen <math>[V] = \mathrm{m^3}</math>
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| − | |'''p: Druck <math>[p] = \mathrm{Pa \quad (Pascal) = 10^{-5}bar}</math>
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| − | |'''m: Masse <math>[m] = \mathrm{kg}</math>
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| − | |'''gh: Schwerepotential <math>[gh] = \mathrm{m^2/{s^2} }</math>
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| − | |'''p: Impuls <math>[p] = \mathrm{Hy \quad (Huygens)= kg \frac{m}{s}} </math>
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| − | |'''v: Geschwindigkeit <math>[v] = \mathrm{m/s} </math>'''
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| − | |'''Q: el. Ladung <math>[Q] = \mathrm{C \quad (Coulomb)}</math>
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| − | |'''φel: el. Potential <math>[\varphi_{el}] = \mathrm{V \quad (Volt)}</math>
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| − | |'''n: Stoffmenge <math>[n] = \mathrm{mol}</math>
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| − | |'''μ: chem. Potential (freie molare Standardenthalpie) <math>[\mu] = \mathrm{J/{mol} \quad (Joule/Mol)}</math>'''
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| − | ==Berechnung der Energiemengen bei konstantem Beladungsmaß (Potential)==
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| − | Bei einer Tafel Schokolade steht auf der Packung: Brennwert pro 100g: 2570 kJ.
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| − | Das bedeutet, dass ihr chemisches Potential <math>\varphi_{ch}=25700 \frac{kJ}{kg} </math>beträgt.
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| − | Bei einer Masse von 200g ergibt sich:
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| − | <math>E= 0,2 kg \cdot 25700 \frac{kJ}{kg} = 5140 kJ \approx 5 MJ</math>
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| − | Auch bei einer Atombombe ist das Beladungsmaß konstant, es gilt nämlich die berühmte Formel:
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| − | <math>E= m \, c^2</math>
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| − | Das heißt, die Masse der Atomkerne ist der Energieträger und wenn diese sich bei der Kettenreaktion verkleinert, so speichern die Kerne weniger Energie.
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| − | Der Faktor <math>c^2</math> gibt an, wie stark die Masse mit Energie beladen ist, nämlich mit <math>299792458</math>bei der
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| − | *Atombombe
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