Experten Frage Physik: Sind alle Energieformen gleich viel wert?
Danke für GUTE Antworten 😀👍
8 Antworten
Nein. Der Wert einer Energie richtet sich danach, wie vollständig sie in andere Energieformen umwandelbar ist.
Das Maß der Umwandelbarkeit drückt die Entropie aus. Je mehr Entropie eine Energie enthält, umso wertloser ist sie.
Um den wertvollen und den wertlosen Anteil ausdrücken zu können, gibt es die Begriffe Exergie und Anergie, aus denen sich jede Energie zusammensetzt.
Exergie ist der Anteil, der unbeschränkt in andere Energieformen umzuwandeln ist, Anergie ist der wertlose Energieabfall.
Mechanische Energien bestehen z.B.immer zu 100% aus Exergie, während Wärme und chemische Energie auch einen Anergieanteil hat, der von hauptsächlich von der Umgebungstemperatur abhängt.
Nur wäre diese Erklärung leider falsch und es wurde ausdrücklich eine Expertenantwort verlangt.
Der andere Weg zur Ertklärung über den 2.HS bzw. Entropie dürfte allerdings auch nicht einfacher sein.
und mit der antwort bin ich auch sehr zufreiden danke
Für manche Menschen ist die Beantwortung schwierig, weil sie nicht mit dem gesunden Menschenverstand zu verstehen ist, sondern es ein Mindestmaß an Fachwissen erfordert, sie zu verstehen. Wieso heißt Wärmenergie "entwertete" Energie. Im allgemeinen ist das Wort "Wert" schlecht definiert. Das kann man auch nicht googlen. Wenn ich gerade friere, ist mir Wärme eine wertvolle Energieform.
Der erste Hauptsatz der Thermodynamik lautet: Die Gesamtmenge der Energie ist konstant. Der zweite Hauptsatz lautet: Alle Energie hat die Tendenz, sich in Wärme zu verwandeln. Die Wärme ist demnach die niederste Organisationsform der Energie, also das größte Chaos. Das menschliche Denken kann man dementsprechend als höchste Organisationsform der Energie bezeichnen.
Gedankliche Energie durch Gehirnarbeit zu "verschwenden", heißt nichts anderes, als zuzulassen, dass sie sich in Wärme verwandelt. Wärme lässt sich nur dann an einer Stelle in eine höher organisierte Energieform verwandeln, wenn dafür an anderer Stelle höher organisierte Energie in Wärme verwandelt wird. Im allgemeinen wird ja nicht Wärme in andere Organisationsformen der Energie verwandelt, sondern Wärmeunterschiede.
Licht lässt sich durch Photovoltaik in Elektrizität verwandeln. Licht ist auch nur eine höher verdichtete Form der Wärme. Also müssen wir korrigieren: Alle Energie hat die Tendenz, sich gleichmäßig im Raum zu verteilen in Form von "Wärme" - von 2 Grad Kelvin. Das entspricht auch dem stochastische Gesetz der großen Zahl. Dementsprechend hängt also der "Wert" der Energie nicht so sehr von ihrer Organisationsform, sondern von ihrem Konzentrationsgrad ab.
Ja, bis auf eine Ausnahme, nämlich die Wärme. Prinzipiell lassen sich alle Energieformen 100%-ig in eine beliebige andere Energieform umwandeln, nur für die Wärmeenergie gilt das nicht.
Wie ist das gemeint?
Wenn man z.B. ein Auto mit Strom antreibt, dann wandelt man den Strom in Bewegungsenergie um. Diese Bewegungsenergie lässt sich wieder in Strom umwandeln. Der physikalische Wirkungsgrad beträgt für beide Umwandlungen 100%, der technische kommt vermutlich immerhin in die Nähe von ca. 90%.
Wenn man aber mit Strom einen Kochtopf erwärmt, dann lässt sich die Wärmeenergie des Kochtopfes nicht mehr zu 100% in Strom umwandeln. Hier ist der (bestmögliche) physikalische Wirkungsgrad abhängig von der Temperatur des Kochtopfes T(hoch) und der Umgebungstemperatur T(niedrig). Der physikalische Wirkungsgrad beträgt dann
(T(hoch)-T(niedrig))/T(hoch)
Mal als Beispiel soll der Topf zuvor mittels 10kJ auf 200°C erhitzt worden sein. Nun wollen wir die Wärmeenergie des Topfes nutzen, um unser Auto anzutreiben. Die Raumtemperatur möge 298K (25°C) haben und der Topf 473K (200°C). Dann gilt:
E = 10 kJ * (473-298)/473 = 3,7 kJ
Die restliche Energie ist unwiederbringlich an die Umgebung abgegeben worden. Verstanden?
MERKE : Jede energietechnische Anlage wandelt nur Energie von eine Form in eine andere Form um.
Dies geschieht immer mit Verlusten.Daraus errechnet man einen Wirkungsgrad.
Es gilt n= Eab/Ezu * 100 % hier ist Ezu die zugeführte Energie (Einheit ,Joule oder Kilojoule) und Eab ist die umgewandelte Energie
Weiter gilt Ezu=Eab +Everl hier ist Everl die Energie,die verloren geht.Diese wird nicht umgewandelt.
beispiele für Wirkungsgrade
Pkw Benzinmotor 35%
LKW Dieselmotor 40 %
Dieselgroßmotor 50% (10000PS -50000 PS)
Kraftwerk 40%-45% (Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie)
Elektromotor 90%-95% Umwndlung von elektrische Energie in mechanische Arbeit.
FAZIT : Energieformen,die man mit hohen Wirkungsgrad umwandeln kann,nennt man "wertvoll".
Energieformen,die man mit geringen Wirkungsgrad umformen kann,nennt man "weniger wertvoll"
Wertvolle Energieform : elektrische Energie und Lageenergie (potentielle Energie)
Weniger wertvoll : Wärmeenergie (Kohle,Gas,Benzin,Diesel.).Liegt die Energie in dieser Form vor,dann kann man sie nur mit ca. 40% in mechanische Energie umwandeln.
Gewollt als Antwort ist wahrscheinlich: Wärmeenergie ist weniger wert, da sie sich nicht verlustlos in andere Energieformen umsetzen lässt.
Für einen Laien zu kompliziert.Besser wäre eine Erklärung über den Wirkungsgrad n=Eab/Ezu *100 %