Energie
Beitrag von André (15), Klasse 9a,
Espelkamp,
am 8. März 2010,
18.00 Uhr 1. Was ist Energie?
• Energie ist überall
• Ein Zauberwort unserer Zeit?
• Wie kann sie genutzt werden?
• Wie lange reichen die Energievorräte? Der Energiebegriff in den
Naturwissenschaften
• Energie ist ein grundlegender Begriff der Naturwissenschaft, der es
erlaubt, Erscheinungen und Gesetzmäßigkeiten / Gesetzmässigkeiten zu
beschreiben und besser zu verstehen.
• 1842 gelang Julius Robert Mayer die verlustfreie Umwandlung mechanischer
Energie in thermische Energie. Er war damit dem Prinzip der Energieerhaltung
auf der Spur. |
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Steckbrief zu Julius Robert Mayer:
| Name: |
Julius Robert Mayer |
| Spitzname: |
Geist |
| Geburtsdatum: |
25. November 1814 |
| Geburtsort: |
Heilbronn (Württemberg, Deutschland) |
| Gestorben am: |
20. März 1878 |
| Ort des Todes: |
Heilbronn (Württemberg, Deutschland) |
| Todesursache: |
Tuberkulose |
| Eltern: |
Christian Mayer, Apotheker
Katharina Elisabeth Mayer, geborene Heermann |
| Geschwister: |
Friedrich (Fritz) Ferdinand (1805-1872),
Carl Gustav (1810-1853) |
| Studium: |
1832-1837 in Tübingen Medizin |
| Ausbildung: |
1831 in der Apotheke seines Vaters |
| Reifeprüfung: |
im Frühjahr 1832 in Stuttgart |
| Eheschließung / Eheschliessung: |
15. August 1842 mit Wilhelmine Regine Caroline
Closs |
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2.
Energieformen
und ihre Vorkommen
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Energieformen |
Vorkommen |
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Mechanische
Energie |
Im fahrenden Auto oder fließenden /
fliessenden Wasser |
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Thermische
Energie |
Energie, die in
der ungeordneten Bewegung der Atome oder Moleküle eines Stoffes
gespeichert ist |
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Elektrische
Energie |
Energie einer
elektrischen Batterie |
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Chemische
Energie |
Energie in
Brennstoffen oder Nahrungsmitteln |
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Strahlungsenergie |
Energie der
Elektromagnetischen Strahlung, z.B. des Lichtes |
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Kernenergie |
Bindungsenergie
der Kernbausteine |
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| Elektrische Batterie |
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Ein Feuer wandelt chemische Energie in Wärme
um.
Quelle des Bildes:
wikipedia
(Creative
Commons-Lizenz)
/ Urheber: Janne Karaste |
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3.
Energieerhaltungssatz
Die Summe von "lebendiger Kraft" und "Fallkraft" ist
immer die gleiche.
Mit meinen eigenen Worten gesagt: ‘Lebende Kraft‘ und ‘Gegenstandskraft‘
zusammen ist immer dieselbe.
Nutzung der Energie
• Umwandlung von Energieformen
• Wirkungsgrad = Anteil der Nutzenergie an der ursprünglich aufgewandten
Energie bei Prozessen der Energieumwandlung
• Formelzeichen η (Eta)
• Angabe in Prozent (1 bis 100%) oder als Zahl (0 bis 1)
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Speicherung von Energie
| Energieformen |
Speicherfähigkeit |
Beispiel |
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potenzielle E. |
sehr gut |
Pumpspeicherwerk |
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kinetische E. |
gering,
kurzzeitig |
Schwungräder |
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chemische E. |
sehr gut |
Akkumulator |
|
thermische E. |
gering,
kurzzeitig |
Thermosgefäß /
Thermogefäss |
|
elektrische E. |
sehr schlecht |
Kondensator |
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Strahlungs-energie |
keine |
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Energietransport
• Leitung -el. Strom, Seil, Stange
• Mitführung -Kohle, Öl, Nahrung
• Strahlung -Licht, Schall
Energiebegriff
• Primärenenergie
Energie der unterschiedlichen Energieträger (Kohle, Erdöl, Wasser, Wind …)
• Sekundärenergie
in Kraftwerken aus Primärenenergie gewonnen
(Brennstoffe, Elektrizität, Wärme)
• Nutzenenergie
für den Menschen – verfügbar, preiswert, einfach
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Die Bockdampfmaschine wandelt Wärme in
mechanische Energie um.
Quelle des Bildes:
wikipedia
(Creative
Commons-Lizenz)
/ Urheber: L.Kenzel
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| Kohleabbau |
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2.1 Energie aus der Erde
• Fossile Energieträger
Kohle, Erdöl, Erdgas
im Laufe der letzten Millionen Jahre der Erdgeschichte
entstanden: abgestorbene Bäume und Pflanzen
versanken in Sümpfen und verfaulten – Ablagerungen
wurden zusammengepresst – es entstand Kohle – die jüngere Braunkohle, die
ältere Steinkohle abgestorbene Kleinstlebewesen auf dem Grund von Gewässern
→ Erdöl und Erdgas
Hauptbestandteil (chemisch): Kohlenstoff C und Uran als Spaltmaterial in
Kernkraftwerken
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Kohle
• seit vielen Jahrhunderten weltweit zum Heizen verwendet
• seit etwa 200 Jahren wichtigste Energiequelle
• Steinkohle – Abbau unter Tage in Gruben bis 1,5 km Tiefe
• Braunkohle – Abbau im Tagebau
• Nutzung von Kohle Siegeszug der Dampfmaschine
Kohlevorkommen in Deutschland:
Steinkohle gibt es in Deutschland fast nur im Westen und Braunkohle gibt es
im Westen und Osten.
Nutzung von Steinkohle:
Man benutzt Steinkohle überwiegend als festen Brennstoff, um Wärme durch
Verbrennung zu erzeugen.
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| Auch heute kochen viele noch mit
Gas. |
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