Impuls Physik 3, Schulbuch

17 Energie fürs Leben 2 Was versteht man unter dem Wirkungsgrad? Du weißt bereits, dass Verbrennungsmotoren chemische Energie in mechanische Energie und Wärmeenergie umwandeln. Dabei ist die mechanische Energie die Energieform, die man tatsächlich zur Fortbewegung nutzt ( /utzenergie ). Die Wärmeenergie ist ein eher unerwünschtes Nebenprodukt. Man hat eine Kennzahl festgelegt, mit deren Hilfe man angeben kann, wie hoch die Nutzenergie ist, die einer eingesetzten Energie entnommen werden kann. Diese Kennzahl heißt Wirkungsgrad . Wirkungsgrad (in %) Nutzenenergie eingesetzte Energie  100 Der Wirkungsgrad kann theoretisch bis zu 100 % betragen, wobei 100 % aber nie wirklich erreicht werden. Ein Wirkungsgrad von 100 % würde bedeuten, dass die ganze eingesetzte Energie auch genutzt wird. Wäre ein solcher Wirkungs- grad möglich, könnte man ein Perpetuum mobile bauen. Erinnere dich an Seite 11. #eispiele für Wirkungsgrade Wasserkraftwerke wandeln die Bewegungsenergie des Wassers in elektrischen Strom um. Ihr Wirkungsgrad liegt bei 80–90 %. Windenergieanlagen wandeln die Bewegungsenergie des Windes in elektrischen Strom um und dies mit einem Wirkungsgrad von etwa 70 %. Im Gegensatz dazu hat ein Benzinmotor nur einen Wirkungsgrad von etwa 35 %. 65 % der im Treibstoff gespeicherten chemischen Energie können nicht in Nutzenergie umgewandelt werden. Sie gehen als Wärmeenergie „verloren“. Wie du sicher weißt, gibt es Lebewesen, die Leuchtorgane haben, zB Glühwürmchen. Sie erzeugen aus chemischer Energie fast ausschließlich Lichtenergie und nur zu einem sehr kleinen Teil Wärmeenergie (ca. 5 %). Damit erreichen sie einen Wirkungsgrad von 95 %. Keine vom Menschen geschaffene Lichtquelle hat je einen so hohen Wirkungsgrad erreicht. Da sich Nutzenergie und eingesetzte Energie auf gleiche Zeitspannen beziehen, können zur Berechnung des Wirkungsgrades anstelle von Energiemengen (in Joule) auch Leistungsangaben (in Watt) eingesetzt werden. Der Wirkungsgrad muss nicht in Prozent angegeben werden. Anstelle eines Prozentwertes kann man den Wirkungsgrad auch als 'aktor angeben. Ein Beispiel: „Der Wirkungsgrad eines Benzinmotors ist 0,35.“ Diesen Faktor erhält man, wenn man die Nutzenergie durch die eingesetzte Energie dividiert. Die Multiplikation mit 100 entfällt. Wirkungsgrad Nutzenenergie eingesetzte Energie M M Glühwürmchen leuchten, um einander zur Paarung zu finden. Bis zu 95 % der chemischen Energie werden in Licht umgewandelt. Windkraftwerke haben einen Wirkungsgrad von etwa 70 %. Wasserkraftwerke haben einen Wirkungsgrad von 80 bis 90 %. Eingesetzte Energie „Unerwünschte“ Energie NUTZENERGIE Chemische Energie (Treibsto ) Wärmeenergie 65 % Mechanische Energie 35 % (Bewegung) Der Wirkungsgrad Film v4x67a Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv