Energie und Leistung 10 97 Was bedeutet Energieentwertung? Wenn sich die Erscheinungsformen der Energie ändern, bleibt der Gesamtbetrag der Energie konstant. Fast immer nimmt dabei aber die Menge der Nutzenergie ab. Die Energieform, die wir uns bei der Energieumwandlung wünschen, nennt man Nutzenergie. Um Energieentwertung zu verstehen, denke an Geschirr abwaschen (B5): Nach dem Abwasch ist das Wasser immer noch da, aber es ist jetzt verschmutzt (entwertet). Es wurde von wertvollem Trinkwasser in weniger wertvolles Abwasser umgewandelt. Dieser Zustand kann ohne Aufwand/Kläranlage nicht wieder umgekehrt werden. Was hat der Wirkungsgrad mit Energie zu tun? Der Elektromotor eines Elektroautos wandelt 75 % der gespeicherten elektrischen Energie in die gewünschte Bewegungsenergie um. Gleichzeitig werden 25 % der elektrischen Energie in unerwünschte thermische Energie (Wärme) umgewandelt. Das lässt sich leider nie ganz verhindern. Beim Elektroauto wird ein großer Prozentsatz der elektrischen Energie in Nutzenergie umgewandelt. Man sagt, das Elektroauto hat einen guten Wirkungsgrad (B6). Der Wirkungsgrad ist der Anteil, den die Nutzenergie an der eingesetzten Energie hat: Ein Dieselmotor hat einen schlechteren Wirkungsgrad. Er kann nur 35 % der chemischen Energie des Treibstoffes in Bewegungsenergie umwandeln. Bei einem Benzinmotor sind es sogar nur 20 % (B7). Zusätzlich erzeugen ein Diesel- und Benzinmotor umweltschädliche Abgase. Immer mehr Personen entscheiden sich daher für ein Elektroauto. Besprecht bzw. wiederholt gemeinsam die Vorteile von Elektroautos. Welche für die Umwelt bzw. das Klima ungünstigen Aspekte gibt es trotzdem? Warum wurden Glühbirnen abgeschafft? Der schlechte Wirkungsgrad einer Glühbirne mit Glühdraht (5 %) ist der Grund, warum man heute keine mehr kaufen kann. Wir haben sie durch Energiesparlampen oder LED-Lampen ersetzt. Energiesparlampen und LED-Lampen haben einen Wirkungsgrad von etwa 30 %. Mittlerweile haben LED-Lampen Energiesparlampen mit Leuchtstoffen weitgehend ersetzt (B8). Recherchiere: Welche Vorteile haben LED-Lampen gegenüber Energiesparlampen mit Leuchtstoffen? Betrachte dabei nicht nur den Wirkungsgrad, sondern auch Auswirkungen auf die Umwelt. Energieentwertung bedeutet, dass nach einer Energieübertragung der Anfangszustand nicht ohne Aufwand wiederhergestellt werden kann. Wirkungsgrad (in %) = Nutzenergie __ __ eingesetzte Energie · 100 ï ï B5 Beim Geschirrspülen wird das Wasser „entwertet“. Wärme ca. 80 % Bewegungsenergie ca. 20 % (Nutzenergie) 100 % chemische Energie wird zugeführt B7 Energieflussdiagramm eines Benzinmotors. B8 Glühbirne, Energiesparlampe und LED-Lampe B6 Energieflussdiagramm eines Elektromotors. Wärme ca. 25 % Bewegungsenergie ca. 75 % (Nutzenergie) 100 % elektrische Energie wird zugeführt Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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