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Kernkraftwerk Isar, Deutschland

Abgebrannten Kernbrennstoff Pool

Turbine eines Kernkraftwerks

Mechanische Energie

Mechanische Energie

Mechanische Energie kann als die Fähigkeit definiert werden, eine mechanische Arbeit zu erzeugen, die einen Körper aufgrund von Ursachen mechanischen Ursprungs wie seiner Position oder seiner Geschwindigkeit hat. Es gibt zwei Formen mechanischer Energie: kinetische Energie und potentielle Energie.

Die mechanische Energie eines Körpers ist die Summe seiner kinetischen Energie und seiner potentiellen Energie. Mechanische Energie kann teilweise in andere Arten von Energie umgewandelt werden, beispielsweise in elektrische Energie (in einem Ventilator), und kann durch Umwandlung anderer Energien, beispielsweise chemischer Energie (in einer gehenden Person) gewonnen werden.

Die kinetische Energie eines Körpers hängt mit seinen linearen und eckigen Geschwindigkeiten und seiner Masse zusammen. Tatsächlich ist kinetische Energie die Energie, die Sie zu einem bestimmten Zeitpunkt verbrauchen. Potenzielle Energie ist, wie das Wort selbst andeutet, die Energie, die Sie potenziell erhalten können. Wenn wir zum Beispiel einen Ball mit der Hand halten, hat er die potentielle Energie, die der kinetischen Energie entspricht, die er hätte, wenn wir ihn loslassen würden. Wenn wir den Ball loslassen und er fällt, gewinnt er an Geschwindigkeit und damit an kinetischer Energie. Wenn die kinetische Energie zunimmt, nimmt die potentielle Energie ab. In diesem Fall bleibt die mechanische Energie immer konstant.

Mechanische Energieumwandlung

Heutzutage wandeln viele technologische Geräte und Maschinen mechanische Energie in andere Energieformen um oder umgekehrt. Von diesen Geräten heben wir folgende Kategorien hervor:

  • Ein Elektromotor wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um. Indem wir den Motor mit elektrischem Strom versorgen, erhalten wir eine mechanische Bewegung, die Drehung einer Achse. Diese Achse, die ein Element mit einer bestimmten Masse und Geschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit) ist, hat kinetische Energie und daher mechanische Energie.
  • Ein Generator wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um. Dies ist der gleiche Fall wie beim Elektromotor, jedoch in umgekehrter Richtung.
  • Umwandlung von potentieller Energie in kinetische Energie.  Mechanische EnergieEin Wasserkraftwerk wandelt die mechanische Energie des Wassers in einen Speicherdamm in elektrische Energie um. Vor dem Öffnen der Schleusentore hat das gesamte Wasser, das sich hinter dem Schleusentor angesammelt hat, potenzielle Energie. Wenn das Tor geöffnet wird, tritt das Wasser mit einer bestimmten Geschwindigkeit unter Druck aus, daher wird es zu kinetischer Energie. Das austretende Wasser interagiert mit einer Turbine, die die kinetische Energie in elektrische Energie umwandelt. Wir nennen es hydraulische Energie.
  • Ein Verbrennungsmotor ist ein thermischer Motor, der durch Verbrennen von Kraftstoff (Diesel, Benzin usw.) mechanische Energie aus chemischer Energie gewinnt. Im Falle eines Autos wird diese mechanische Energie verwendet, um sich zu bewegen. Im Falle eines Wärmekraftwerks wird es verwendet.
  • Eine Dampfmaschine wandelt Wärmeenergie aus Dampf in mechanische Energie um. In diesem Fall können Sie auch analysieren, wie der Dampf gewonnen wird. Um Wasser in Dampf umzuwandeln, benötigt man Wärmeenergie, die auf vielfältige Weise gewonnen werden kann, beispielsweise durch Solarthermie (in diesen Fällen ungewöhnlich) oder durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie beispielsweise Kohle.
  • Eine Turbine wandelt die kinetische Energie eines Gas- oder Flüssigkeitsstroms in mechanische Energie um. Wie wir im Falle der hydraulischen Energie kommentiert haben.

Unterscheidung anderer Energiearten mit mechanischer Energie

Die Einteilung von Energie in verschiedene Arten folgt häufig den Grenzen naturwissenschaftlicher Studienrichtungen.

Chemische Energie ist die Art von potentieller Energie, die in chemischen Bindungen gespeichert ist und in der Chemie untersucht wird. Ein Beispiel ist Schießpulver. Wenn dem Pulver etwas Wärme zugeführt wird, kommt es zu einer exothermen chemischen Reaktion, dh zur Freisetzung von Energie nach außen.

Kernenergie ist Energie, die bei Wechselwirkungen zwischen Teilchen im Atomkern gespeichert wird und wird in der Kernphysik untersucht.

Die elektromagnetische Energie besteht aus elektrischen Ladungen, Magnetfeldern und Photonen. Es wird im Elektromagnetismus untersucht.

Verschiedene Energieformen in der Quantenmechanik; Zum Beispiel die Energieniveaus von Elektronen in einem Atom.

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Geändert am: 22. August 2018