Mechanik
Arbeit, Energie und Leistung
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Was ist eigentlich ein Energieflussdiagramm und bei welchen Beispielen im Alltag kannst du es anwenden? Das zeigen wir dir hier%und in unserem kurzen Video!

Was ist ein Energieflussdiagramm?

Energieflussdiagramme helfen dir dabei, Informationen über die Nutzung und Umwandlung von Energie grafisch darzustellen. Pfeile zeigen dir, in welche Energieformen zugeführte Energie bei verschiedenen Prozessen umgewandelt wird. Je dicker ein Pfeil, desto größer die Energiemenge. Solche Energieflussdiagramme kannst du in der Physik auch als Sankey-Diagramme bezeichnen.  Mit ihnen kannst du die Energieflüsse in verschiedensten Geräten beschreiben, beispielsweise bei einer Glühbirne oder einem Ventilator.

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Was ist ein Energieflussdiagramm?

Zugeführte Energie kann nie vollständig in Nutzenergie umgesetzt werden. Eine gewisse Energiemenge wird immer in eine ungünstige Energieform umgewandelt. Das bezeichnest du als entwertete Energie oder Verlustenergie, die oft in Form von Wärmeenergie auftritt. Du kannst sie an den Pfeilen erkennen, die nach unten gerichtet sind. Je weniger Verlustenergie auftritt, desto effizienter ist die Energieumwandlung. Dann sprichst du auch von einem hohen Wirkungsgrad .

Energieflussdiagramm Beispiele

Energieflussdiagramme gibt es aber nicht nur für kleine Geräte. Auch für komplexere Prozesse in Maschinen und sogar Kraftwerken kannst du ein Energieflussdiagramm erstellen. Hier zeigen wir dir einige Beispiele. 

Kohlekraftwerk Energieflussdiagramm

Im Kohlekraftwerk gibt es viele Schritte, bei denen Energie von einer Form in die andere umgewandelt wird. Der ganze Prozess beginnt damit, dass Kohle zu feinem Staub zermahlen und verbrannt wird. Die chemische Energie der Kohle wird dabei auf Rauchgase übertragen, die bei der Verbrennung entstehen. Ein kleiner Kohlerest bleibt aber zurück und kann nicht weiter genutzt werden. Du bezeichnest ihn als Schlacke.

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Kohlekraftwerk Energieflussdiagramm

Die thermische Energie der heißen Rauchgase bringt Wasser zum Kochen, wodurch heißer Wasserdampf entsteht. Daneben bilden sich auch Abgase — wie bei der Schlacke kann ihre Energie nicht weiter genutzt werden. Eine Turbine wandelt nun die thermische Energie des Wasserdampfs etwa zur Hälfte in Bewegungsenergie um. Die andere Hälfte der Energie wird als Wärme von dem Kühlwasser aufgenommen und abgeführt. Ein Generator wandelt schließlich die Bewegungsenergie in  elektrische Energie um. Ein kleiner Teil davon wird für die anderen Maschinen im Kohlekraftwerk abgezweigt — das bezeichnest du als Eigenbedarf.
Energieflussdiagramm Solarzelle

Solarzellen wandeln die Strahlungsenergie der Sonne direkt in elektrische Energie um.

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Energieflussdiagramm Solarzelle

Auch hier kann aber nicht die gesamte Energie genutzt werden, die am Gerät ankommt. Ein großer Teil wird als Wärmeenergie unbrauchbar. Außerdem reflektiert die Solarzelle einen Teil des Sonnenlichts, der dadurch nicht zur Stromerzeugung genutzt werden kann. 

Energieflussdiagramm Elektromotor

Beim Betrieb eines Elektromotors wird von einem Akku oder einer Batterie chemische Energie in elektrische Energie umgesetzt. Dabei entsteht zu einem kleinen Teil auch Wärme, die als Verlustenergie nicht mehr genutzt werden kann.

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Energieflussdiagramm Elektromotor

Der Elektromotor wandelt nun die elektrische Energie in Bewegungsenergie um. Damit kann er beispielsweise ein Auto antreiben, indem er die Räder zum Drehen bringt. Auch dabei geht ein Teil der Energie als Wärme verloren. 
Energieflussdiagramm Wasserkraftwerk

Auch für Wasserkraftwerke kannst du Energieflussdiagramme erstellen. Ein Laufwasserkraftwerk beispielsweise nutzt die Bewegung des Flusswassers zur Stromerzeugung. Das Wasser treibt dabei eine Turbine an. Ein daran gekoppelter Generator wandelt die Bewegungsenergie in elektrische Energie  um. Ein Teil der Energie geht dabei als Wärme verloren.

Neben Laufwasserkraftwerken gibt es aber noch ganz andere Arten von Wasserkraftwerken. Welche das sind, wie sie aufgebaut sind und wie sie funktionieren, erfährst du hier ! %Thumbnail Wasserkraftwerk

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