Energie
Energie ist lebensnotwendig. Menschen, Tiere und Pflanzen benötigen sie für ihre Entwicklung. Technische Geräte wie Radios, Kühlschränke, Fernsehgeräte oder Computer brauchen zum Betrieb Energie. Ohne Energie würde kein Zug fahren und kein Flugzeug fliegen. Trotzdem kann man Energie zumeist nicht sehen, fühlen oder anfassen. Man kann sie aber an ihren Wirkungen erkennen. Allgemein gilt in der Physik für die physikalische Größe Energie:
Energie ist die Fähigkeit, mechanische Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder Licht auszustrahlen.
| Formelzeichen: Einheit: | E ein Joule (1 J) |
Benannt ist die Einheit der Energie nach dem englischen Physiker JAMES PRESCOTT JOULE (1818-1889).
Vielfache der Einheit ein Joule (1 J) sind ein Kilojoule (1 kJ), ein Megajoule (1 MJ) und ein Gigajoule (1 GJ):
| 1 kJ 1 MJ 1 GJ | = 1 000 J = 1 000 kJ = 1 000 000 J = 1 000 MJ = 1 000 000 kJ = 1 000 000 000 J |
Neben der Einheit 1 J werde für die Energie weitere Einheiten verwendet, teilweise nur in speziellen Bereichen der Energiewirtschaft:
| ein Newtonmeter (1 Nm) | 1 Nm = 1J | |
| eine Wattsekunde (1 Ws) | 1 Ws = 1 J | |
| eine Steinkohleneinheit (1 SKE) | 1 SKE = 29,3 MJ (Das ist der Energieinhalt von 1 kg Steinkohle, der bei vollständiger Verbrennung frei wird.) | |
| eine Rohöleinheit (1 RÖE) | 1 RÖE = 41,9 MJ (Das ist der Energieinhalt von 1 l Rohöl, der bei vollständiger Verbrennung frei wird.) |
Energie als Zustands- und Erhaltungsgröße
Die physikalische Größe Energie kennzeichnet den Zustand eines Körpers, eines elektrischen Feldes oder eines magnetischen Feldes. Man bezeichnet in der Physik eine solche Größen als Zustandsgröße im Unterschied zu einer Prozessgröße, die einen Vorgang charakterisiert.
Für einen abgeschlossenen Bereich oder - wie man in der Physik sagt - für ein abgeschlossenes System bleibt die Gesamtenergie immer erhalten. Die Energie ist somit auch eine Erhaltungsgröße, für die ein Erhaltungssatz - der Energieerhaltungssatz - gilt.
Energieformen und Energieträger
Energie kann in unterschiedlichen Formen auftreten, z. B. in Form von elektrischer, thermischer, mechanischer oder chemischer Energie oder als Energie elektrischer und magnetischer Felder. Genauere Hinweise dazu sind unter dem Stichwort Energieformen zu finden. Körper oder Raumbereiche, die Energie besitzen, bezeichnet man als Energieträger oder Energiequellen. Genauere Informationen dazu sind unter dem Stichwort "Energieträger" gegeben.
Energie im Wandel
In einem abgeschlossenen Bereich (abgeschlossenen System) bleibt die Gesamtenergie stets gleich groß, aber:
- Energie kann von einem Körper auf andere Körper übertragen (transportiert) werden,
- Energie kann von einer Form in andere Formen umgewandelt werden,
- Energie kann entwertet werden, d. h. in solche Formen umgewandelt werden, die für den Menschen nicht weiter nutzbar sind;
- Energie kann gespeichert werden.
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