Mechanik: Dynamik
Arbeit, Energie und Leistung
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Was ist Energie einfach erklärt 

Die Energie ist eine physikalische Größe. Sie beschreibt die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder (Licht-)Strahlen auszusenden. Durch Energie können natürliche Vorgänge stattfinden, Wärme erzeugt und Maschinen angetrieben werden. Damit ist sie für Menschen, Tiere und Pflanzen lebensnotwendig.

Die Energie an sich kannst du nicht sehen oder anfassen. Allerdings kannst du ihre Wirkung erkennen. Für die Menschen war die Sonne eine lange Zeit die einzige Energiequelle. Danach schafften es die Menschen durch Feuer eine eigene Licht- und Wärmequelle zu entwickeln.

Unabhängig davon, was du machst, du brauchst fast immer Energie. Zum Beispiel, wenn du etwas anhebst, Fahrrad fährst oder dein Handy auflädst.

Energie in der Physik 

Die Energie wird in der Physik auch als Zustandsgröße bezeichnet. Das liegt daran, dass sie den Zustand eines Körpers oder elektromagnetischen Feldes beschreibt. 

Zudem bleibt in einem abgeschlossenen System die Gesamtenergie immer gleich, also ändert sich nicht mit der Zeit. Deshalb sprichst du bei der Energie auch von einer Erhaltungsgröße. Das bedeutet, dass die Energie weder erzeugt noch vernichtet werden kann. Sie wird nur in eine andere Energieform umgewandelt.

Das Formelzeichen der Energie ist E und die Einheit der physikalischen Größe gibst du gemäß dem internationalen Einheitensystem (kurz SI) mit Joule , also J, an.

Energie Definition

Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder Licht auszustrahlen. Sie stellt den Zustand eines Körpers dar und ist eine Erhaltungsgröße. In einem abgeschlossenen System ändert sich die Gesamtenergie nicht.

Energieformen 

Energie kann in verschiedenen Formen auftreten, den sogenannten Energieformen. Verschiedene Aktivitäten im Alltag sind mit solchen verschiedenen Energieformen verbunden. Beispielsweise wenn du Sport machst, den Aufzug benutzt oder kochst.

Je nach Teilgebiet in der Physik unterscheidest du zwischen verschiedenen wesentlichen Energieformen:

  • elektrische Energie : Das ist die Energie, die mittels Elektrizität (Strom) übertragen oder in elektrischen Feldern gespeichert wird. Hier verwendest du die Einheit Wattsekunden (Ws). Es gilt: 1 Ws = 1 J. Typische Beispiele sind der Blitz oder der Stromkreis  von einer Lampe.
  • kinetische Energie: Du kannst sie als Bewegungsenergie verstehen, da sie die Energie eines sich bewegenden Körpers bezeichnet. Ein klassisches Beispiel ist ein fahrendes Auto.
  • potentielle Energie:  Du bezeichnest sie auch als Lageenergie. Dabei besitzt ein Körper die Energie aufgrund seiner Lage (bzw. Höhe). Ein typisches Beispiel ist der Wasserfall.
  • thermische Energie: Du kannst sie auch Wärmeenergie nennen. Dabei liegt der Fokus auf der Bewegung einzelner Moleküle oder Atome. Ein bekanntes Beispiel ist das Erwärmen von Wasser.

Du möchtest mehr über die Energieformen wissen? Dann schau dir unser eigenes Video dazu hier an. %Thumbnail Thema Energieformen

Zum Video: Energieformen
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Energieumwandlung 

Unter Energieumwandlung  verstehst du einen Vorgang, bei dem Energie von einer Energieform in eine andere übertragen wird. Dabei handelt es sich um einen gewöhnlichen Prozess, der bei jeder Nutzung von Energie auftritt. Denn Energie befindet sich in allem, was Arbeit verrichtet, Wärme abgibt oder Licht ausstrahlt.

Energie kann auf andere Körper übertragen, in andere Formen umgewandelt, aber auch gespeichert und entwertet werden. Unter Energieentwertung kannst du die Umwandlung in schlechte oder gar nicht nutzbare Energie verstehen (oft zum Beispiel Abwärme).

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Energieumwandlung Solarzelle

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Ein Gerät oder eine Anlage, bei der sich die Energieform ändert, nennst du auch Energiewandler. Im Alltag bist du bestimmt schon einem Energiewandler begegnet:

  • Eine Solaranlage wandelt Sonnenenergie in elektrische Energie um.
  • Ein Benzinmotor wandelt chemische Energie in kinetische Energie um.
  • Ein Fahrraddynamo wandelt kinetische Energie in elektrische Energie um.
  • Ein Kohlekraftwerk wandelt die chemische Energie der Kohle in elektrische Energie um.

Du möchtest mehr über die Energieumwandlung wissen? Dann schau dir unser eigenes Video dazu hier an. %Thumbnail Thema Energieumwandlung

Zum Video: Energieumwandlung
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Energieträger 

Energieträger sind Stoffe, in denen Energie in physikalischer, chemischer oder nuklearer Form gespeichert ist. Durch die Energieumwandlung kannst du einen solchen Stoff nutzbar machen. Dabei unterscheidest du zwischen primären und sekundären Energieträgern bzw. Energiearten.

  • Die primären Energieträger sind natürliche Stoffe. Du kannst sie nochmals in fossil und regenerativ unterscheiden. Fossil bedeutet, dass die Stoffe nur in einer begrenzten Menge natürlich vorzufinden sind (wie z.B. Kohle). Regenerativ bedeutet, dass die Stoffe in einer unendlichen Menge vorzufinden sind (wie z.B. Sonnenstrahlen).
  • Die sekundären Energieträger sind nicht in der Natur vorzufinden. Sie müssen erst umgewandelt werden, damit du die Energie nutzen kannst. Es werden also primäre Energieträger abgebaut und in sekundäre Energieträger umgewandelt. Ein bekanntes Beispiel sind die Kraftstoffe Diesel und Benzin, die aus Erdöl gewonnen werden.

Energieerhaltungssatz

Der Energieerhaltungssatz besagt, dass die Gesamtenergie in einem System immer erhalten bleibt. Wenn du dir ein bremsendes Auto vorstellst, dann hat das eine gewisse Bewegungsenergie. Beim Bremsen erhitzen sich aber auch die Bremsen. Die Wärmeenergie der Bremsen nimmt dabei um den gleichen Betrag zu, wie die Bewegungsenergie des Autos abnimmt. Die Summe aller Energien ist gleich. Doch wie lautet die Formel dafür? Und welche Spezialfälle gibt es? Schau dir das Video hier an und finde es heraus! %Thumbnail Thema Energierhaltungssatz

Zum Video: Energieerhaltungssatz
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