Energie ist die Fähigkeit eines Systems, Arbeit/Aufgabe zu verrichten. Nach dem Energieerhaltungssatz kann Energie weder erzeugt noch zerstört werden, aber sie kann von einer Form in eine andere umgewandelt werden. Energie existiert in verschiedenen Formen. Man beachte auch, dass ein System zwei oder drei Energieformen gleichzeitig haben kann.
Die SI-Einheit der Energie ist das Joule (J). Das Joule ist auch die SI-Einheit der Arbeit.
Gemeinsam wird die Energie in zwei Gruppen eingeteilt:
Konventionelle Energie: Die Energie, die in der Natur fixiert ist, wird als konventionell bezeichnet.
Beispiele: Gas, Öl, Kohle. Aufgrund ihrer begrenzten Verfügbarkeit wird sie auch als nicht erneuerbare Energiequelle bezeichnet
Nicht-konventionelle Energie: Energie, die durch Wind, Gezeiten, Erdwärme, Biomasse wie menschliche Ausscheidungen und tierische Abfälle erzeugt wird, wird als nicht-konventionelle Energie bezeichnet.
Alle diese Energiequellen sind erneuerbar oder unerschöpflich und verursachen keine Umweltverschmutzung.
Hier ist eine Liste der gebräuchlichen Energiearten und ihrer Beispiele
Wärmeenergie: Sie ist Energie, die durch die Bewegung von Atomen oder Molekülen erzeugt wird. Je schneller sie sich bewegen, desto mehr Wärme erzeugt sie. Sie wird auch Wärmeenergie genannt. Sie kann als temperaturabhängige Energie betrachtet werden.
Beispiele – Erhitzen einer Pfanne auf einem Herd, einer Tasse Tee
Kinetische Energie: Die kinetische Energie ist die Energie, die ein Körper oder ein System durch seine Bewegung besitzt. Sie reicht von Null bis positiv, d.h. sie kann niemals negativ sein.
Beispiele: Ein Kind auf einer Schaukel.
Mechanische Energie: Mechanische Energie ist definiert als die Summe aus kinetischer Energie und potentieller Energie. Sie ist die Energie eines Systems in Bezug auf Ort und Bewegung.
Beispiele: Ein Auto, das sich auf einem Berg bewegt, eine Person, die eine Treppe hinaufsteigt
Ein Auto, das sich auf einer Ebene bewegt, hat kinetische Energie, ein Auto, das unbewegt steht, hat potentielle Energie, aber wenn es sich aufwärts oder abwärts bewegt, hat es mechanische Energie
Kernenergie: Kernenergie ist die Energie des Kerns eines Atoms. Atome sind winzige Teilchen, aus denen jedes einzelne Objekt im Universum besteht. In den Bindungen, die die Atome zusammenhalten, steckt enorme Energie. Wenn diese Bindungen gebrochen werden, wird Energie freigesetzt.
Der Definition nach ist Kernenergie die Energie, die bei der Kernspaltung oder -fusion freigesetzt wird, insbesondere wenn sie zur Stromerzeugung genutzt wird.
Beispiel: Kernkraftwerk, Atomexplosion
Spaßfakt: Kernkraftwerke sind die Quelle für etwa 20% der jährlichen Stromerzeugung in den USA.
Chemische Energie: Die zwischen Atomen und Molekülen gespeicherte Energie wird als chemische Energie bezeichnet. Da sie gespeichert ist, handelt es sich um eine Art potenzielle Energie. Sie ist die am häufigsten vorkommende Energieform in der Welt und findet bei allen chemischen Reaktionen statt.
Gelegentlich, wenn bei der Reaktion Wärme erzeugt wird, nennt man sie exotherme Reaktion.
Beispiele: Trockenes Holz enthält gespeicherte chemische Energie. Wenn man dieses Holz in einem Kamin verbrennt, wird chemische Energie freigesetzt und in thermische Energie (Wärme) und Lichtenergie umgewandelt. Andere Beispiele sind Biomasse, Kohle
Potenzielle Energie: Sie ist die Energie der Position eines Objekts, wenn es stabil ist. Wenn es sich bewegt, wird sie in kinetische Energie umgewandelt.
Die Formel für potentielle Energie ist m x g x h
(m steht für Masse, g für die Gravitationsbeschleunigung und h für die Höhe.)
Beispiel: Bei einem Problem mit der Masse eines Jungen von 30 kg, einer Fallbeschleunigung von 9 Metern pro Quadratsekunde und einer Höhe von 20 Metern
Die potentielle Energie wäre 30 x 9 x 20 = 5400 Joule
Schallenergie: Unter Schallenergie versteht man die Energie des Schalls. Sie ist die Energie, mit der sich Schallwellen durch Medien wie Luft oder Wasser ausbreiten
Beispiel: Musik, Ihre Stimme
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