Energieeinheiten SI-Einheit: Joule [ J ] -1 J = 1 Nm (Newtonmeter) -1 J = 1 Ws (Wattsekunde) -3.600...

Energieeinheiten

• SI-Einheit: Joule [ J ]

- 1 J = 1 Nm (Newtonmeter)- 1 J = 1 Ws (Wattsekunde)

- 3.600 Ws = 1 Wh (Wattstunde)

1h hat 60 min, 1min hat 60s also 1h = 3600s

Energieeinheiten

Angabe in Kilowattstunde [ kWh ]

- 1 kWh = 3.600.000 J = 3.600 kJ- Angabe auf der Tüte:

2230 kJ 535 kcal 0,6194 kWh

Also ist 1 kWh = 860 kcal = 3.600 kJ

Energieeinheiten

• 1kWh entspricht:

- 1Stunde Kochen auf kleiner Herdplatte

- ½ Stunde Betrieb eines Wasserkochers

1kWh = 3.600kJ = 860lcal

Energieeinheiten

Größere Beträge

- k Kilo (Tausend:10 ³)

- M Mega (Millionen: 106)

- G Giga (Milliarden: 109)

- T Tera (Billionen: 1012)

Energieeinheiten

• Rohöleinheit:

1 kg RÖE reicht für 11,63 kWh

• Steinkohleeinheit:

1kg SKE reicht für 8,141 kWh

Hängt vom Herkunftsland ab.

Energieeinheiten

• Für 1kWh werden 86g Rohöl benötigt

• Wenn das Fett in den Chips Rohöl währe, entspräche dies bei einen Fettgehalt von 35% einer Menge von 246g Chips.

• Eine 250g Packung hätte ca. 3.600kJ Brennwert alleine von der Rohölmenge

1kWh = 3.600kJ = 860lcal

Energieeinheiten

• 1 m³ Gas (Hu) reicht für 8,8156 kWhHu bedeutet unterer Heizwert

• 1 m³ Gas (Ho) reicht für 9,7692 kWhHo bedeutet oberer Heizwert

Kinetische und Potentielle Energie

• Potentielle Energie (auch Lageenergie genannt)

• Ist die Energie die ein Körper durch seine Lage in einem konservativen Kraftfeld erhält

Kinetische und Potentielle Energie

Kinetische und Potentielle Energie

EPot = F*s

F = m*a [a = g]

F = m*g

EPot= m*g*s [s = h]

EPot = m*g*h

Kleine Rechnung

Gegeben:

Masse: 70kg

Höhe: 3250m

Gravitation: 9,81 m/s ²

Gesucht:

Potentielle Energie

Epot = m*g*h =70kg*3250m*9,81m/s ² =2.231.775J

Also ca. 2.230kJ

Kinetische und Potentielle Energie

• Kinetische Energie:

- Ist Bewegungsenergie

EKin=1/2 *m*v ²

Kleine Rechnung

Gegeben:

Masse: 70kg

Geschwindigkeit: 252,5m/s

Gesucht:

Kinetische Energie

Ekin = ½ m*v²= ½ 70kg*(252,5m/s)²= 2.231.468 J

Also ca. 2.230kJ

Energieerhaltungssatz

•Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden

•Betrag der Energie in einem abgeschlossenem System ist konstant

•Energie tritt in verschiedenen Energieformen auf, die ineinander umgewandelt werden können

•Energie kann durch Arbeit, Wärme, Teilchen- und durch Wellenstrahlung auf einen anderen Körper übertragen werden

• Woher kommen die 535kcal??????

TranslationGeschwindigkeit:

Beschleunigung:

Masse: m

Kraft:

Impuls:

Kinetische Energie:

Rotation

Winkelgeschwindigkeit:

Winkelbeschleunigung:

Trägheitsmoment:

Drehmoment:

Drehimpuls:

Rotationsenergie:

Impuls

•Masse

•Geschwindigkeit

• p = m*v

Drehimpuls

Energieumsetzung

Umwandlung von chemischer in kinetische Energie

Energieumsetzung

• Ist die Umwandlung von einer in die andere Energieart

• Oder eine Umwandlung innerhalb einer Energieart

Energiearten

• Mechanische Energie

• Thermische (innere-) Energie

• Elektrische- und Magnetische- Energie

• Bindungsenergie

• Strahlungsenergie

• Chemische Energie

Energieumsetzung

Laden:

Elektrische Energie wird in chemische Energie umgewandelt

Entladen:

Chemische Energie wird in elektrische Energie umgewandelt

Energieumsetzung

Wirkungsgrad

Der Großteil der Energie wird durch Wärme in Schweiß abgegeben

Wirkungsgrad

• Den Wirkungsgrad eines menschlichen Körpers kann man nicht ermitteln.

• Er wird auf 25% geschätzt

• Was bedeutet das 25% der aufgenommenen Energie in z.B. kinetische Energie umgesetzt wird

Wirkungsgrad• i.A. gibt der Wirkungsgrad das Verhältnis zwischen

dem Aufwand und dem daraus gewonnenen Nutzen an.

•Meistens wird der Leistungswirkungsgrad verwendet

•Der ideale Wirkungsgrad ist 1

•Was bedeutet, dass die zugeführte Leistung ohne Verluste in die abgeführte Leistung umgewandelt wird

Wirkungsgrad

Verschiedene Arten von Wirkungsgraden

• Mechanischer Wirkungsgrad (Verlust durch Wärmeabgabe, verursacht durch

Reibung)

• Wärme-Wirkungsgrad (Verlust durch z.B. Abkühlen)

• Anlagen Wirkungsgrad (Summe aus den Wirkungsgraden der einzelnen

Bestandteile einer Anlage)

Wirkungsgrad größer als 1

• Maschinen mit einem Wirkungsgrad gleich oder größer als 1, nennt man Perpetuum Mobile

• Sie können auf Grund der Energieerhaltung und den Hauptsätzen der Thermodynamik nicht existieren

Wirkungsgrad

W = m*g*h

t

Leistung

• Ist Arbeit pro Zeit

• P = W/t

Unterschied zwischen Arbeit und Energie

• Arbeit ist das Produkt aus der aufgewandten Kraft in Wegrichtung und der zurückgelegten Wegstrecke: W = F*s

• Energie ist gespeicherte Arbeit

• Verrichtet man Arbeit wird diese zu Energie

Elektrische Leistung

• W = U*q

• W = U * I * t [ Stromstärke:I=dq/dt]

• P = W/t = U*I

• Spannung [U] ist die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten

Elektrische Leistung

Unterscheidet sich in:

• Scheinleistung setzt sich zusammen aus:

• Wirkleistung

• Blindleistung

Leistung

1kW

Leistung

2 kW

Leistung

1kW