Physik: Energieerhaltungssatz Widerspruch?
Wie ist der Energieerhaltungssatz der Physik mit der Gewinnung von Photovoltaikstrom vereinbar? Die Energie die durch Photovoltaikanlagen gewonnen wird kommt ja von der Sonne. Wie lässt sich das mit der Regel vereinbaren, dass Energie nur umgewandelt wird und insgesamt gleich bleibt auf der Erde?
Und zweite Frage: Wenn die Energie auf der Erde wirklich konstant ist, kann man sie dann berechnen? Bzw. gibt es die Zahl wie viel Energie es auf der Welt gibt?
10 Antworten
Der ist sehr gut damit vereinbar.
Photovoltaik Anlagen wandeln ja die Sonnenergie um zu einem kleinen Teil in elektrische Leistung, der Rest wird absorbiert und in Wärme gewandelt, ein anderer Teil reflektiert.
Wer sagt das die Energie auf der Erde konstant ist? Sie hat kinetische Energie (Anziehung von Superclustern, Rotation in Milchstraße, Umkreisen der Sonne, Eigenrotation), innere Energie, thermische Energie in der hauchdünnen Atmosphäre. Ein Teil wird ans Weltall abgestrahlt/abgegeben und dann fällt auch dauern Energie von der Sonne herein.
Die Energie der Eigenrotation nimmt durch Reibung kontinuierlich ab, der Energieinhalt der Atmosphäre schwankt ebenfalls.
Keine Ahnung wie man die gesamtenergie schätzen könnte, da gibt's sicher einige Doktorarbeiten dazu.
Energieerhaltung gilt immer für "geschlossene Systeme". Sobald Energie rein oder raus geht, kann das natürlich nicht mehr gelten.
Wenn du die Erde (mit Atmosphäre) als System nimmst, kommt ja die Energie von der Sonne von ausserhalb.
Die Energie wird dann genutzt, das heisst am Schluss meist in Wärme umgewandelt. Und die Überschusswärme strahlt die Erde grösstenteils wieder ins Weltall ab. Wenn's weniger ist, haben wir die Klimaerwärmung.
Wenn du ein halbwegs geschlossenes System betrachten willst, müsstest du mind. unser Sonnensystem nehmen.
"Energie auf der Welt" kann man so nicht definieren und somit auch nicht berechnen. Oder was alles möchte man einbeziehen?
Ein paar grobe Daten (J = Joule):
- 1018 J Energie einer Wasserstoffbombe (1'000'000'000'000'000'000 J)
- 1020 J Energie eines schweren Erdbebens
- 1022 J Energie"verbrauch" der Welt pro Jahr
- 1024 J Energie, welche Erde pro Jahr von der Sonne auffängt (1 Million Wasserstoffbomben)
- 1026 J Energie, welche die Sonne pro Sekunde ins All strahlt (also 100 Millionen Wasserstoffbomben)
- 1030 J Kinetische Energie der Eigenrotation der Erde
- 1032 J Kinetische Energie der Erde auf ihrer Bahn um die Sonne
Nicht die Energie auf der Erde is konstant, sondern die Energie eines geschlossenen Systems - alles was sich auf das betrachtete Objekt auswirkt muss beachtet werden.
Die Gesamtenergie der Erde lässt sich berechnen. Sie ist nach E=mc^2 und der Erdmasse von ca. 6*10^(24) kg mit c=3*10^8 insgesamt 5.4*10^(41) J!
Dieser Wert ist allerdings für die allermeisten Fragestellungen völlig belanglos. Man muss also zuerst auswählen, welche Energieformen einen interessieren. Entsprechend verändert sich das Ergebnis.
ganz einfach. die energie ist da... du siehst das Licht, du spürst die Wärme....
schau dich doch mal bei euch um... alles schön warm zumindest zur zeit, überall grünts und blühts... das ist alles der lieben sonne als energiespender zu verdanken.
ihre energie erhält sie, in dem sie masse in energie umsetzt. damit sollte der Widerstpruch in sich schon aufgelöst werden.
lg, Anna
Die Sonnenlichtenergie wird in elektrische Energie gewandelt. Was soll hier dem Energieerhaltungssatz widersprechen? Und was soll da "gleich bleiben auf der Erde"?
Die "Energie auf der Erde" stellt keinesfalls eine Konstante dar. Sowohl die Einstrahlung von Wärme und Licht als auch die Abstrahlung unterliegen ständigen Schwankungen, v.a. durch die wechselnde Bewölkung. Und das Ganze wird überlagert durch die Abstrahlung der Erdwärme aus astronomischen Zeiten und aus Kernspaltungsprozessen in der Erde.