Energie

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Alle Energie, die wir auf der Erde vorfinden, ist entweder umgewandelte Sonnenenergie oder Kernenergie.

Energie ist das, was notwendig ist, um Bewegung, Verformung, Wärme, elektrischen Strom, elektromagnetische Strahlung oder bestimmte chemische Reaktionen zu erzeugen.

Jeder Körper, der das bewirken kann, besitzt Energie.

Fahrende Autos, Winde, Wasser im Stausee, gespannte Federn, Gewitterwolken, geladene Batterien, warme Heizkörper, Erdöl, Kartoffeln, Uraniumkerne, …, enthalten Energie, wenn auch unter den verschiedensten Formen.

Kann Energie produziert werden? Kann sie vernichtet werden?

Nein! Energie kann nur von einem Körper auf einen anderen übertragen werden und von einer Form in die andere umgewandelt werden. Dabei nimmt die Energie des einen Körpers ab, und die des Anderen nimmt um den gleichen Betrag zu. Die Gesamtenergie bleibt unverändert.

Wieso haben wir ein Energieproblem?

Bei allen Energieübertragungen und Energieumwandlungen entsteht immer etwas Wärme, die an die Umwelt abgegeben wird. Wir (d. h. die Menschen) können sie nun nicht mehr nutzen. Sie gilt deshalb als „verloren“. Wir sprechen dann von „Energieverbrauch“, um auszudrücken, dass Energie - unter einer gut zugänglichen und umwandelbaren Form - in eine andere - für uns nicht mehr verfügbare Form - umgewandelt wird. Dabei verteilt sie sich sehr schnell in der Umwelt und wird schlussendlich als infrarote Strahlung von der Erde in den Weltraum ausgesendet.

Wo kommt die Energie her?

Alle Energie, die wir auf der Erde vorfinden, ist entweder umgewandelte Sonnenenergie (Windenergie, im Erdöl gespeicherte Energie, …) oder Kernenergie (Energie, welche die Atomkerne beim Urknall oder bei Sternexplosionen erhalten haben)

Was versteht man unter erneuerbaren Energiequellen?

Fossilen Energiequellen (Erdöl, Kohle, Erdgas) haben sich im Laufe der Jahrhundert-Millionen aufgebaut. Radioaktive Energiequellen (Uran) wurden der Erde gar bei ihrem Entstehen zugefügt. Beide werden momentan in atemberaubender Geschwindigkeit abgebaut. Einmal abgebaut, stehen sie der Menschheit nicht mehr zur Verfügung.

Erneuerbare Energiequellen, im Gegensatz, erneuern sich ständig, zumindest im Laufe eines Menschenlebens. Beispiele: „Wasserkraft“ (Bewegungsenergie des Wassers), „Windenergie“ (Bewegungsenergie der Luft), „Solarenergie“ (Energie der Sonnenstrahlung), „Biomasse“ (Energie von Holz und Pflanzen, und tierischen Abfällen).

Die Bewegungsenergie von Wasser und Luft wird in elektrische Energie umgewandelt, die Sonnenenergie in Wärme und elektrische Energie, die Biomasse der Pflanzen über den Weg von Biogas und Biokraftstoffe in Wärme und elektrische Energie, die Biomasse des Holzes durch Verbrennung in Wärme.

Geschichtliches zum Begriff „Energie“

Der Begriff "Energie" geht auf die Griechen zurück.  Aristoteles verwendete ihn erstmals im Sinne von „Wirksamkeit“.

Der Begriff Energie, wie wir ihn heute verwenden, wurde im 19. Jahrhundert von William Rankine erstmals definiert.

Albert Einstein fand 1905 heraus, dass Energie und Masse zusammenhängen, und publizierte seine berühmt gewordene Formel E=mc2, die ausdrückt, dass die Energie das Produkt von Masse und Lichtgeschwindigkeit im Quadrat ist! Das bedeutet unter anderem, dass Energie in Materie (mit Masse), und auch umgekehrt Materie in Energie umgewandelt werden kann. Dies geschieht fortlaufend in der Sonne bei der Fusion von Wasserstoffkernen zu Heliumkernen, oder in Atomkraftwerken bei der Spaltung von Uran (235U). In beiden Fällen wird die Masse verkleinert. Der fehlende Betrag wurde in Energie umgewandelt.

Welche Formen von Energie gibt es?

Energieträger

Energieform

Bewegte Körper (Fahrende Autos, Wind)

Bewegungsenergie (kinetische Energie)

Hochgelegene Körper (Wasser im Stausee) Lageenergie
Elastisch verformte Körper (gespannte Feder) Spannenergie (elastische Energie)
Elektrisch geladene Körper (Gewitterwolke) Elektrische Energie
Warme Körper (Heizkörper, Flamme) Wärmeenergie (thermische Energie)

Körper aus ganz bestimmten Stoffen (Erdöl, Holz, Kartoffel) und elektrische Batterien

Chemische Energie
Elektromagnetische Wellen (Sonnenstrahlung, Mikrowellen) Strahlungsenergie
Urankerne, Wasserstoffkerne Kernenergie
Jeder Körper mit einer Masse m

Massenenergie nach A. Einstein: E = mc2

(c= Lichtgeschwindigkeit = 3∙108 m/s)

Autoren: Carol Eicher, André Mousset, Physiker

Infobox

Das Magazin Science News

Dieser Artikel erschien im Science News. Science News ist ein Magazin für junge Leute von 11-18 Jahren und erscheint 5 Mal pro Jahr.

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