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Energie

Energiearten und Beispiele

Energiearten und Beispiele

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die verschiedenen Arten von Energie zu klassifizieren. Die Haupttypen sind die folgenden:

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  • Kernenergie: wird aus der Energie gewonnen, die in den Atomkernen enthalten ist.

  • Mechanische Energie umfasst zwei Arten von Energie: potentielle und kinetische. Sie hängt von der Position und Geschwindigkeit eines Körpers ab.

  • Thermodynamik bezieht sich auf die innere Energie eines thermodynamischen Systems.

  • Elektromagnetische Energie wird durch elektrische und magnetische Felder erzeugt.

  • Elektrische Energie hängt mit der Bewegung von Elektronen in einem elektrischen Leiter zusammen.

  • Magnetische Energie ist die Energie, die in einem Magnetfeld erzeugt wird.

  • Schallenergie hängt mit Schall und seiner Ausbreitung durch Wellen zusammen.

  • Chemische Energie wird in den Bindungen chemischer Verbindungen gespeichert.

Je nach Herkunft der Energieträger unterscheiden wir folgende Typen:

  • Erneuerbare Energien kommen aus unbegrenzten Energiequellen. Zum Beispiel Windenergie oder Solarenergie.

  • Nicht erneuerbare Energien stammen aus erschöpfbaren Quellen. Zum Beispiel fossile Brennstoffe.

Nachfolgend definieren wir die wichtigsten Energiearten:

Kernenergie

Kernenergie ist die chemische Energie, die die Unterteilchen eines Atomkerns zusammenhält. Die Protonen und die Neutronen.

Energiearten und BeispieleDie Masse eines Atomkerns ist kleiner als die Summe der Massen der ihn bildenden Elementarteilchen (Massendefekt). Dieser Massendefekt ist auf das Auftreten einer von der Kernstruktur absorbierten Kohäsionsenergie zurückzuführen, die mit Einsteins Relativitätstheorie berechnet werden kann.

Die Kräfte, die Atomkerne zusammenhalten, besitzen eine große Energiemenge. Kernreaktoren sind in der Lage, diese Energie durch eine chemische Reaktion freizusetzen.

Beispiele

  • ein Kernkraftwerk

  • Die Explosion einer Atombombe.

  • Ein Radiologiegerät.

Mechanische Energie

Die mechanische Energie ergibt sich aus makroskopischer Sicht aus den geometrischen und dynamischen Variablen des Systems und entspricht dem einfachsten mathematischen Schema.

Es gibt zwei Arten von mechanischer Energie:

  • Die kinetische Energie. Es ist mit Bewegung verbunden.

  • Potenzielle Energie. Es ist mit Ihrer Position verknüpft. 

Die Definition der mechanischen Energie in einem materiellen Körper ist die Summe seiner kinetischen und potentiellen Energie. Die kinetische Energie ist proportional zur Geschwindigkeit des Körpers. Die potentielle Energie hängt von der Position des Körpers im ihn umgebenden Kraftfeld ab. Wenn diese Kraft die Schwerkraft ist, wird sie Gravitationspotentialenergie genannt.

Beispiele

  • Die Geschwindigkeit eines Autos (kinetisch)

  • Das Wasser am höchsten Punkt eines Wasserfalls oder in einem (potenziellen) Wasserkraftwerk.

  • Das Drehen einer Mühle (Kinetik).

thermodynamische Energie

Thermodynamische Energie ist die Manifestation von Energie in Form von Wärme. Aus molekularer Sicht macht es Sinn.

Die innere Energie U eines Systems ist die Summe der kinetischen Energien der Moleküle, aus denen es besteht, und der potentiellen Energie der Kräfte zwischen ihnen.

Jedes der Atome oder Moleküle eines Körpers oder einer Substanz befindet sich in ständiger Bewegung, entweder Rotation, Translation oder Vibration, in Bezug auf die Gleichgewichtslage, je nach Temperatur mehr oder weniger intensiv.

Unter diesem Gesichtspunkt können wir sagen, dass thermische Energie der kinetischen Energie von Molekülen entspricht, wie sie von L. Boltzmann in seiner kinetischen Gastheorie formuliert wurde.

Die innere Energie ist keine absolut messbare Größe, sondern es werden nur die Energieänderungen zwischen zwei Zuständen des Systems gemessen (Erster Hauptsatz der Thermodynamik).

Beispiele

  • Die von einem Wasserkocher erzeugte Wärme.

  • Ein Heißluftballon.

  • Ein Blockheizkraftwerk gewinnt thermische Energie aus fossilen Brennstoffen.

Elektromagnetische Energie

Elektromagnetische Energie: ist die Energie, die aus der elektromagnetischen Natur der Materie stammt.

Elektromagnetische Energie manifestiert sich grundsätzlich auf zwei Arten: 

  1. Umwandlung in kinetische Energie der elektrischen Ladungen, die sich in seinem Einflussbereich befinden. Diese Energie kann in Wärme (Joule-Effekt) oder in mechanische Energie umgewandelt werden. Zum Beispiel Elektromotoren.

  2. Ausbreitung als Strahlungsenergie außerhalb des Mediums, wo sie in Form von elektromagnetischen Wellen erzeugt wurde. Die Wellen können dann in Lichtenergie umgewandelt werden usw.

Ein elektromagnetisches Feld ist ein physikalisches Feld, das von elektrisch geladenen Elementen erzeugt wird. Dieses Feld beeinflusst elektrisch geladene Teilchen.

Beispiele

  • Sonnenstrahlung.

  • Küchenmikrowelle.

  • Optische Instrumente.

  • Ultraschallgeräte.

Elektrische Energie

Elektrische Energie ist Energie, die durch elektrischen Strom in einem Stromkreis als elektrische Arbeit übertragen wird. Als Konzept kann es sich auf mehrere eng verwandte Energieformen beziehen:

  • Energie im elektrischen Feld.

  • Potentielle Energie der elektrischen Ladung.

  • Elektrische Stromenergie.

Beispiele

  • Photovoltaik-Solarenergie.

  • Stromgenerator.

  • Hochspannungsnetz.

    Autor:

    Erscheinungsdatum: 14. Mai 2020
    Geändert am: 4. Juli 2022