Was ist Energie?
16 August 2022
Was ist Energie? Energie ist ein Maß für die Arbeit, die nötig ist, um etwas in Bewegung zu setzen.
Willkommen in der Energieschule von SenseNode! Hier beleuchten wir Themen rund um Energie. Was ist also Energie?
Energie ist ein Maß für die Arbeit, die nötig ist, um etwas in Bewegung zu setzen. Energie ist überall um uns herum vorhanden, teilweise in gespeicherter Form, der sogenannten Positionsenergie, und in übertragener Form im Zusammenhang mit Bewegung, der sogenannten kinetischen Energie. Energie wird in Joule gemessen. Es gibt aber auch andere Maßeinheiten, die sich auf Energie beziehen, etwa Kalorien und Wattstunden.
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Verschiedene Arten von Energieformen
Es gibt verschiedene Arten von Energieformen und alle haben leicht unterschiedliche Definitionen. Es gibt einfach keine universelle Definition von Energie. Dies liegt beispielsweise daran, dass mechanische Energie nicht dasselbe ist wie elektrische Energie.
Unter mechanischer Energie versteht man Energieformen wie kinetische Energie und Positionsenergie. Vereinfacht ausgedrückt wird potentielle Energie als die Arbeit definiert, die erforderlich ist, um ein Objekt an eine neue Position zu bewegen. Erinnern Sie sich vielleicht an den Physikunterricht in der Schule, als der Lehrer darauf herumalberte, dass Energie nicht verschwindet, sondern nur ihre Form ändert? Dies wird im sogenannten Energieprinzip beschrieben, in dem die Erhaltungssätze enthalten sind.
Bei der berühmtesten Formel der Welt, E=m², geht es um Energie. Es wurde von Einstein entwickelt, um den Zusammenhang zwischen der Energie eines Körpers und seiner Masse sowie der Lichtgeschwindigkeit zu beschreiben. Vereinfacht ausgedrückt beschreibt die Formel, wie viel Energie nötig ist, um einen Körper zu bewegen. Nähert sich die Geschwindigkeit der Lichtgeschwindigkeit, wird die Masse so groß, dass extreme Energiemengen erforderlich sind. Dies zeigt auf einfache Weise, warum wir nicht schneller als das Licht reisen können. Es würde einfach unendlich viel Energie erfordern, um uns mit dieser Geschwindigkeit zu bewegen.
Vorteile der Wasserkraft
Energie kann auf viele verschiedene Arten gewonnen werden. Damit wir Menschen Energie gewinnen und nutzen können, benötigen wir sogenannte Energieträger. Ein Beispiel für einen Energieträger ist Strom. Wie gesagt, Energie kann nicht erzeugt, sondern nur umgewandelt werden. Deshalb müssen wir Menschen Wege finden, die Energie aus etwas zu extrahieren und dann, zum Beispiel über Elektrizität, dafür zu sorgen, dass wir sie an eine Maschine, eine Lampe oder was auch immer es braucht, das Strom benötigt, übertragen können.
Ein Beispiel hierfür ist der Wind. In den Winden steckt Energie, die wir Menschen über Windkraftanlagen einfangen und dann in elektrische Energie umwandeln können. Auf diese Weise können wir die Energie des Windes beispielsweise auf unsere Straßenbeleuchtung übertragen.
Energie ist schwer zu speichern. Batterien können Energie in Form von Strom speichern. Doch der Großteil der gewonnenen Energie muss direkt genutzt werden. Das bedeutet, dass Sie ständig Energie entnehmen und stets dafür sorgen müssen, dass in den Leitungen elektrische Spannung herrscht. Dies geschieht durch die Nutzung verschiedener Energiequellen wie Wasserkraft, Kernkraft und Windkraft.
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Was ist elektrische Energie?
Elektrische Energie ist ein Maß für elektrische Ladungen. Einfach ausgedrückt beschreibt es die Arbeit, die nötig ist, um die elektrischen Ladungen an einen bestimmten Punkt zu bewegen. Elektrische Energie wird wie Energie im Allgemeinen in Joule gemessen. Ein weiteres gängiges Maß ist aber auch die Wattsekunde. Eine Wattsekunde ist eigentlich ein Joule. Allerdings ist die Verwendung einer Wattsekunde eher unpraktisch, da sie zu sehr großen Zahlen führt. Daher ist es üblicher, Wattstunden und auch Kilowattstunden zu verwenden.
Elektrische Energie kommt in der Natur vor
Elektrische Energie kommt in der Natur vor und wir sehen sie in Form von Gewittern und Blitzen. Seit der Mensch gelernt hat, mit Elektrizität umzugehen und sie im Alltag zu nutzen, ist sie zur Hauptenergiequelle für Beleuchtung, Haushalt, Heizung und mehr geworden.
Wir gewinnen elektrische Energie, indem wir mechanische Energie in Elektrizität umwandeln. Energie kann nicht erzeugt, sondern nur umgewandelt werden. Daher benötigen wir eine Primärenergiequelle, um Strom gewinnen zu können. Dabei könnte es sich zum Beispiel um Wasserkraft, Windkraft oder Atomkraft handeln.
Elektrische Kraftwerke dienen der Gewinnung elektrischer Energie. Es ist üblich, Wasserkraftwerke an Flüssen und Bächen zu errichten, um die kinetische Energie des Wassers zu nutzen und über Turbinen einen Generator in Rotation zu versetzen, der wiederum elektrische Energie erzeugt.
Eine Windkraftanlage funktioniert auf ähnliche Weise, doch stattdessen ist es der Wind, der den Generator in Drehung versetzt und Strom erzeugt.
Boote Windkraft und Wasserkraft sind Beispiele für sogenannte erneuerbare Energiequellen. Dies bedeutet, dass diese Energiequellen nicht zu den Emissionen von Treibhausgasen oder anderen zu entsorgenden Abfällen beitragen.
Atomkraft Andererseits wird etwas mehr darüber diskutiert, da der Prozess selbst einen Atommüll erzeugt, der entsorgt werden muss. Derzeit werden solche Abfälle in großen Bergdeponien abgelagert, wo sie mehrere tausend Jahre lang vergraben bleiben. Dann stellt sich sofort die moralische Frage nach unserem möglichen Recht, unseren zukünftigen Nachkommen Abfälle zu hinterlassen.
Auch im Betrieb ist die Kernenergie mit einem gewissen Risiko verbunden. Ein Unfall in einem Kernkraftwerk kann verheerende Folgen haben, wie wir bei früheren Katastrophen gesehen haben. Daher wird derzeit intensiv an der sogenannten Kernenergie der vierten Generation geforscht. Die Vision besteht darin, mithilfe der Kernkraft elektrische Energie gewinnen zu können, ohne sich dabei mit Abfällen auseinandersetzen zu müssen, die mehrere tausend Jahre lang radioaktiv sind. Auch die Anlagen selbst müssen so gestaltet sein, dass es nicht zu Unfällen mit den bisher bekannten Folgen kommen kann.
Elektrische Energie wird von allen Menschen auf der ganzen Welt genutzt und ist eine Grundvoraussetzung, um unsere moderne Gesellschaft am Laufen zu halten. Möchten Sie mehr über SenseNodes erfahren? Technologie, lesen Sie hier mehr.
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