Das Konzept der Energie (Energieträger und Potential): Unterschied zwischen den Versionen
Aus Schulphysikwiki
| Zeile 1: | Zeile 1: | ||
| + | ==Energie== | ||
| + | |||
| + | [[Bild:Wasserglas.jpg|thumb|Das Glas ist gefüllt mit 0,2l Wasser, doch wieviel Energie steckt in ihm?]] | ||
| + | |||
| + | *Energie ist das Geld der Physik. Man bewertet damit Situationen. | ||
| + | *Energie ist eine Erhaltungsgröße, sie kann weder erzeugt, noch vernichtet werden. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ===Energiemenge eines Wassergefüllten Glases=== | ||
| + | *Es gibt verschiedene Energieformen / Energieträger: | ||
| + | **Wärme / Entropie | ||
| + | **Druckenerie / Wasser | ||
| + | **Lageenergie / Schwerefeld | ||
| + | **Bewegungsenergie / Impuls | ||
| + | *Einige Energien sind vom Bezugssystem abhängig: | ||
| + | ** Lageenergie / Schwerefeld | ||
| + | **Bewegungsenergie / Impuls | ||
| + | |||
| + | * In der Regel ist die absolute Energiemenge eines Körpers uninteressant. Man interessiert sich viel mehr für die Energiemengen, die hinaus oder hineingehen. | ||
| + | |||
| + | ==Das Wasserbehältermodell== | ||
| + | [[Bild:Wasserbehältermodell_paint.jpg|thumb|Das Wasserbehältermodell]] | ||
| + | |||
* Wassermenge und Stromstärke (Durchsatz) | * Wassermenge und Stromstärke (Durchsatz) | ||
* Wasserhöhe und Druck | * Wasserhöhe und Druck | ||
| Zeile 8: | Zeile 31: | ||
**Druckunterschied als Potentialdifferenz | **Druckunterschied als Potentialdifferenz | ||
**Energiestromgleichung (Leistung) <math>P=\triangle p I_W \qquad \qquad \dot E = \triangle p \dot W </math> | **Energiestromgleichung (Leistung) <math>P=\triangle p I_W \qquad \qquad \dot E = \triangle p \dot W </math> | ||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
Es gibt zwei Konzepte: | Es gibt zwei Konzepte: | ||
| Zeile 18: | Zeile 36: | ||
#Energieträger & Potenzial | #Energieträger & Potenzial | ||
| − | + | Das Wasserbehältermodell besteht aus zwei, mit unterschiedlich viel Wasser gefüllten, Zylindern. | |
| + | Sobald man die Drehverschlüsse an beiden Seiten aufgedreht, strömt das Wasser aus dem höher mit Wasser gefüllten Bottich in den Zweiten. | ||
| + | Dieser Vorgang lässt sich mit Hilfe des Wasserrädchens beobachten und stoppt erst, nachdem die Wasserpegel beider Seiten sich auf ein gleiches Niveau begeben haben. | ||
| − | + | :'''a)''' Die Strömung entsteht durch den vonstatten gehenden Druckausgleich, der durch die unterschiedlichen Druckverhältnisse in den Gefäßen verursacht wird. Die Druckdifferenz zwischen dem Zylinder mit dem höheren und dem niedrigeren Wasserpegel, ist der Antrieb. Ein Widerstand besteht durch die Reibung in der Wasserleitung und dem Wasserrädchen, dadurch fließt das Wasser nur langsam in den anderen Behälter. | |
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | :'''b)''' Das Wasser ist der sogenannte Energieträger, der auf der Seite mit dem höheren Wasserpegel, auf Grund des höheren Drucks mit mehr Energie beladen ist. Sobald eine Verbindung zwischen den beiden Behältern gegeben ist, versuchen die unterschiedlichen Energiepegel (Potenziale) sich auf beiden Seiten auszugleichen. Ein Teil der Druckenergie wird „auf dem Weg“ zur anderen Seite zu Wärme umgewandelt, da die Reibung die sogenannte Reibungsenergie freisetzt. | |
Version vom 10. Oktober 2006, 11:28 Uhr
Energie
- Energie ist das Geld der Physik. Man bewertet damit Situationen.
- Energie ist eine Erhaltungsgröße, sie kann weder erzeugt, noch vernichtet werden.
Energiemenge eines Wassergefüllten Glases
- Es gibt verschiedene Energieformen / Energieträger:
- Wärme / Entropie
- Druckenerie / Wasser
- Lageenergie / Schwerefeld
- Bewegungsenergie / Impuls
- Einige Energien sind vom Bezugssystem abhängig:
- Lageenergie / Schwerefeld
- Bewegungsenergie / Impuls
- In der Regel ist die absolute Energiemenge eines Körpers uninteressant. Man interessiert sich viel mehr für die Energiemengen, die hinaus oder hineingehen.
Das Wasserbehältermodell
Datei:Wasserbehältermodell paint.jpg
Das Wasserbehältermodell
- Wassermenge und Stromstärke (Durchsatz)
- Wasserhöhe und Druck
- Widerstandskonzept:
- Druckunterschied als Antrieb
- Stömungswiderstand
- Energietransportkonzept:
- Druck als Energiebeladungsmaß
- Druckunterschied als Potentialdifferenz
- Energiestromgleichung (Leistung) [math]P=\triangle p I_W \qquad \qquad \dot E = \triangle p \dot W [/math]
Es gibt zwei Konzepte:
- Antrieb-Widerstand
- Energieträger & Potenzial
Das Wasserbehältermodell besteht aus zwei, mit unterschiedlich viel Wasser gefüllten, Zylindern. Sobald man die Drehverschlüsse an beiden Seiten aufgedreht, strömt das Wasser aus dem höher mit Wasser gefüllten Bottich in den Zweiten. Dieser Vorgang lässt sich mit Hilfe des Wasserrädchens beobachten und stoppt erst, nachdem die Wasserpegel beider Seiten sich auf ein gleiches Niveau begeben haben.
- a) Die Strömung entsteht durch den vonstatten gehenden Druckausgleich, der durch die unterschiedlichen Druckverhältnisse in den Gefäßen verursacht wird. Die Druckdifferenz zwischen dem Zylinder mit dem höheren und dem niedrigeren Wasserpegel, ist der Antrieb. Ein Widerstand besteht durch die Reibung in der Wasserleitung und dem Wasserrädchen, dadurch fließt das Wasser nur langsam in den anderen Behälter.
- b) Das Wasser ist der sogenannte Energieträger, der auf der Seite mit dem höheren Wasserpegel, auf Grund des höheren Drucks mit mehr Energie beladen ist. Sobald eine Verbindung zwischen den beiden Behältern gegeben ist, versuchen die unterschiedlichen Energiepegel (Potenziale) sich auf beiden Seiten auszugleichen. Ein Teil der Druckenergie wird „auf dem Weg“ zur anderen Seite zu Wärme umgewandelt, da die Reibung die sogenannte Reibungsenergie freisetzt.
