71 Ohne Energie geht nichts Wie können wir die Größe des Energieinhalts angeben? Die Lageenergie eines Gegenstands ist umso größer, je mehr Masse – und daher Gewichtskraft – er hat und je höher er gehoben wird. Wenn du eine 100-g-Tafel Schokolade hältst, spürst du ihr Gewicht von 1 Newton. Hebst du sie 1 m höher, um sie in den Küchenkasten zu geben, so hast du ihr 1 Joule (1 J) Lageenergie gegeben (Abb. 71.1). Wasser wird zB in Stauseen gespeichert, die oft in hochgelegenen Bergen errichtet werden (Abb. 71.2). Die Lageenergie wird genutzt, um sie in Kraftwerken zu elektrischer Energie umzuwandeln. Wie wird Energie „entwertet“? Beim Sprung ins Wasser nutzt du deine Lageenergie (Abb. 71.3). Sie wird beim Fallen in Bewegungsenergie umgewandelt. Nebenbei entstehen Luftströmungen und spritzendes Wasser beim Eintauchen. Die Energie, die du an die Luft und das Wasser abgegeben hast, kannst du aber nicht nutzen! Diese nicht nutzbare Energie nennen wir „entwertete Energie“. Wenn zB eine Straßenlampe leuchtet, so erwärmt sie sich auch ein wenig. Diese Wärmeenergie nutzen wir aber nicht, sie ist „entwertet“. Wenn wir „Energieentwertung“ meinen, dann sprechen wir im Alltag oft von „Energieverlust“ oder „Energieverbrauch“. Physikalisch betrachtet ist das aber falsch! Denn die Energieerhaltung gilt immer: Energie geht nicht „verloren“ oder wird „verbraucht“, sie wird nur umgewandelt ( Seite 69)! Der heiße Tischtennisball (Abb. 71.6) Bestimme mit einem Küchenthermometer die Raumtemperatur. Spiele einen Tischtennisball mit dem Schläger mehrere Male kräftig gegen die Wand oder den Boden. Bestimme die Temperatur des Balls, indem du das Thermometer in den Ball stichst. Beschreibe, woran du bei diesem Versuch Energieentwertungen erkennen kannst. Maschinen und Geräte nutzen unterschiedliche Energieformen, zB die chemische Energie eines Brennstoffs, die Spannenergie einer Feder oder elektrische Energie. Mit jeder Energieumwandlung wird der Anteil der nutzbaren Energie geringer. Die Energie wird teilweise zu Wärmeenergie entwertet (Abb. 71.4). 1 N 1 Joule 1 N 1 m 100g Masse 71.1 So erhält diese Schokoladentafel 1 Joule Lageenergie. Der Energieinhalt wird in der Maßeinheit Joule (J) angegeben. Wird ein Körper von 1 N Gewicht (Masse: 100 g) um 1 m hochgehoben, so hat er um 1 Joule mehr Lageenergie. M Infobox: Die Maßeinheit der Energie ist nach dem Engländer James Prescott Joule (1818–1889) benannt. 71.2 Stauseen speichern Wasser in großer Höhe. 71.3 Ein Sprung ins Wasser V2 A3 Nicht nutzbare Energie bezeichnen wir als „entwertete Energie“. Bei Energieumwandlungen werden nutzbare Energieformen entwertet. M 71.6 Der heiße Tischtennisball 71.5 Die Kugel fällt auf die Metallkappe und schlägt das Ei auf. Lageenergie wird entwertet. nutzbare Energie elektrische Energie Bohrmaschine Bewegungsenergie Wärmeenergie nutzbare Energie Energiewandler entwertet 71.4 Bei Energieumwandlungen verringert sich der Anteil der nutzbaren Energie. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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