Unterschied Leistung und Arbeit
Hallo,
wir haben heute in der Uni ein paar physikalische Einheiten etwas genauer durchgesprochen. (Thema der Veranstalltung ist vor allem Energieversorgung). Leider verstehe ich den Unterschied zwischen Arbeit und Leistung auch mit Hilfe einiger Onlinelösungen noch nicht so ganz. Wäre sehr nett wenn mir nochmal jemand den Unterschied darstellen könnte und das im Idealfall am Beispiel eines Kraftwerkes. z.B. installierte Leistung -> was bedeutet das genau im Gegensatz zu einer Angabe über kwh
7 Antworten
Warum so kompliziert denken. Eine Arbeit pro Sekunde ist die Leistung. Eine Arbeit beschreibt eine Energieumwandlung, ohne jede Zeitbegrenzung. Betrachte ich nun diese Energieumwandlung in der Zeiteinheit Sekunde dann habe ich die Leistung. Mit dieser Angabe kann ich dann verschiedene Arbeitsmaschinen vergleichen.
Die Arbeits/energieeinheit im SI-System ist das Joule (J) bzw, Wattsekunde
Die Leistungseinheit im SI-System ist das Watt (W) bzw Joule/s
Die Leistungsangabe in einem Kraftwerk wird in einem MW angegeben, damit sind Kraftwerke in der Leistungsfähigkeit vergleichbar. Der erzeugte Strom ist nun die abgegeben Leistung über ein Zeitintervall, also MWh.
Arbeit = Leistung mal Zeit. Praktisches Beispiel: Wenn Du eine Handpumpe mit beständiger Leistung doppelt solange bedient hast, dann hast Du die doppelte Arbeit verrichtet, z.B. eine bestimmte Masse Wasser auf eine bestimmte Höhe transportiert. Die Leistung entspricht der aktuellen Anstrengung/Verausgabung, die Arbeit (Energie) dem Ergebnis, dem wirtschaftlich Abrechenbaren, z.B. beim Lohn oder bei der Stromrechnung.
Deshalb ist die Leistung, die, die maximal mögliche Arbeit ermöglicht!
Was genau willst du mit diesem Satz sagen?
dompfeifer hat durchaus Recht...
Weiss auch nicht was er will. Leistung ist dW / dt = P. Sie gibt eine Funktion an, welche die Stärke der Änderung der Arbeit zeitkontinuierlich beschreibt. Die Funktion kann auch konstant sein wie bei einem Fernseher der 100W Leistung hat. Die Zeit gilt da also nicht mehr denn die Funktion ist ja konstant. Nur bei zeitabhängiger Leistung wäre das relevant. Vom Dom werden schon die richtigen Antworten gepfiffen :)
Okay viele Dank schonmal.
Aber dazu mal folgende Frage. Wenn man bei einem Kraftwerk sagt, dass die Leistung z.B. 5.000 MW beträgt, was genau bedeutet das? Ist das die max. Leistung die innerhalb einer Sekunde zu tätigen ist? oder an einem Tag oder Jahr oder was meint das genau?
Und das gleiche auf Arbeit bezogen? Wenn man z.B. aussagen sieht wie. z.B. 16 MWh?
Das ist ja das schöne an der Leistung: Es ist uninteressant. 5000MW Leistung bedeutet dass man 5000MWh pro Stunde umwandeln bzw. liefen kann. Du kannst das auch in MWh / Sekunde umrechnen dann wird es nur kleiner, bedeutet aber dasselbe. Ob ich 10 Km/h fahre oder 0,0028 Km / s ist DASSELBE! Es kann maximal sein, muss es aber nicht. Es ist einfach eine Leistung die das Kraftwerk erbringt. Eventuell maximal, eventuell minimal. Ein Vergleich wäre sowas Ähnliches wie die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges mit seiner Beschleunigung zu vergleichen. Die Geschwindigkeit wäre dann die Energie und die Beschleunigung die Leistung. Denn die Beschleunigung ist Geschwindigkeit pro Zeit. Das ist zwar keine Äquivalenz aber stimmt in Bezug auf die Ableitung.
Denk einfach mal drüber nach: Was bringt es dir wenn du dir einen Motor kaufst und da stünde eine Energie drauf? Energie kann der UNENDLICH (zumindest bis er mal kaputt ist). Dich interessiert die Leistung. Du willst KRAFT und Geschwindigkeit wissen. Je mehr Energie pro Zeit (also Leistung) der Motor kann umso kräfiiger ist er bei einer definierten Geschwindigkeit. P = M * Omega. Omega ist die Winkelgeschwindigkeit und M das Motordrehmoment. P geteilt durch ein konstantes Omega ergibt M. Je höher P, desto höher M. Das Drehmoment M geteilt durch einen Radius r (ein Hebelarm an der Welle des Motors) ergibt dann die Kraft. Energie ansich sagt GARNIX aus.
Leistung ist Arbeit pro Zeit. Du kannst Dir das auch als Fleiß vorstellen. Ob nun das Kraftwerk 5000 MW durchschnittlich leistet, kurzfristig, langfristig, dauerhaft, maximal oder aktuell, muss man natürlich dazu sagen. Die Leistung kann ja schwanken und eventuell dem jeweiligen Bedarf angepasst werden. Elektrische Herdplatten und andere Geräte haben z.B. Schalter zur Einstellung der Leistung. Bei Windenergie-Anlagen schwankt die Leistung mit der Windstärke.
Arbeit (Energie) ist das Ergebnis, also Leistung mal Zeit. 1kW über eine Betriebszeit von einer Stunde entspricht 1 Kilowattstunde (kWh). 1 kWh ergibt sich genauso bei 2 kW über eine halbe Stunde.
Kleine Ergänzung, was bedeutet z.B. eine Aussage über eine Kraftwerk wenn man sagt es hätte eine installierte Leistung von 5.000 MW oder wenn man z.B. mehrere Anlagen zusammenfasst und von einer Stromproduktion von 16 TWh spricht?
Na schon TWh ist eine Energieeinheit und kein Strom. Deshalb müsste man im Haus ja von einem Energiezähler sprechen. Man könnte allerdings Ladungszähler durchgehen lassen da die Spannung ja weitestgehend konstant ist.
Du merkst die Labern nur S cheiße im TV. Es wird sich an nix gehalten und dann wundert man sich. Erst dummbürgerlich erklären und sich dann über PISA wundern. Wobei ich PISA für total dämlich halte. Ich hab son Test mal mitgemacht und bin nicht gut weggekommen weil ich irgendwelche "Größen" von 1800 nicht kannte. Unfug Leute allein aufgrund von fehlendem Wissen zu bestrafen.
Du merkst die Labern nur S cheiße im TV. Es wird sich an nix gehalten und dann wundert man sich. Erst dummbürgerlich erklären und sich dann über PISA wundern. Wobei ich PISA für total dämlich halte. Ich hab son Test mal mitgemacht und bin nicht gut weggekommen weil ich irgendwelche "Größen" von 1800 nicht kannte. Unfug Leute allein aufgrund von fehlendem Wissen zu bestrafen.
Das Problem ist unsere Umgangssprache: Wenn ich sage "Arbeit leisten", hab ich schon die babylonische Sprachverwirrung. Konsequent wäre: "Arbeit verrichten", und alles wird gut.
Aber Schuld daran sind auch unsere Medien, die die Begriffe lustig durcheinander werfen. Wenn ich dann lese "leistet 100 kW/h", also Kilowatt pro Stunde, frage ich immer nach deinem Auto. Hat das auch 100 kW/h? Wieviel hat es dann pro Minute, pro Sekunde?
Mancher wird dann nachdenklich, und mancher kapierts dann ansatzweise.
Tja da gebe ich dir recht. Wieviel Leistung hat dein Fernseher? 100W pro Stunde? :D. P = dP / dt ---> lineare Differentialgleichung 1. Ordnung mit konstanten Koeffizienten. P = Ppunktpunkt. Lösung: P = e^t. Völlig sinnlos aber lustig :)
Wenn du eine Klausur in 90 min abarbeiten sollst und du schafft alles in 4 Stunden, dann hast du eine bestimmte Arbeit erbracht. Die würde man in kWh rechnen können. Verlangt ist aber, diese Arbeit in einer bestimmten Zeit zu erbringen als Arbeit pro Zeit und die wäre in Watt oder kW zu werten. Und dafür bekommst du die Einschätzung des Professors. Jemand der die gleiche Arbeit statt in 4 Stunden in 1 Stunde schafft, bringt die vierfache Leistung. Er könnte in der verbliebenen Zeit noch mehr Arbeit aufbringen bei gleicher Leistung. Klausuren sind also im allgemeinen eine Leistungsbewertung, weil die Zeit als Faktor eingeht. Bei deinen Hausaufgaben wird die Arbeit bewertet, da fragt keiner nach der Zeit. Sie wird aber in Leistung mal Zeit berechnet. Da mag deine Leistung gering sein, aber mit viel Zeit schaffst du die Arbeit auch.
Ja, und deshalb gibt es feste Einheiten, mit denen man eben die Arbeit vergleichen kann. Bei Leistungsangaben steht meist "ich kann" bei der geleisteten Arbeit steht aber "das wurde geleistet"!!!!
Umgangssprache ist eben nicht Physik. Das macht das Leben schwer.
Hier wurde aber vom Studium gesprochen, da gilt keine "Umgangssprache"
Bleibt doch einfach bei Physik. P(const) = W / t P(allgem) = dW / dt.
Nicht ganz:
auch da gilt die Zeit. Deshalb ist die Leistung, die, die maximal mögliche Arbeit ermöglicht!