Energieformen in der Physik
Energie ist entscheidend für Prozesse. Entdecke verschiedene Formen wie kinetische, potenzielle, thermische, chemische und elektrische Energie. Lerne, wie Energie umgewandelt wird und die Zusammenhänge zwischen Energie, Arbeit und Leistung. Interessiert? Dies und vieles mehr findest du im folgenden Text!
Inhaltsverzeichnis zum Thema Energieformen
Das Quiz zum Thema: Energieformen
Was ist Energie?
Frage 1 von 5
Welche Energieformen gibt es in der Mechanik?
Frage 2 von 5
Was ist die Einheit der Leistung?
Frage 3 von 5
Wie wird potenzielle in kinetische Energie umgewandelt?
Frage 4 von 5
Welche Energieform wird in einem Atomkraftwerk freigesetzt?
Frage 5 von 5
Wie willst du heute lernen?
Energie – Definition
Energie ist eine physikalische Größe mit wichtiger Bedeutung. Energie wird benötigt, damit ein Prozess ablaufen kann. Genauer: Die Umwandlung bzw. die Übertragung von Energie ist notwendig, damit sich etwas verändert. Führt man einem System Energie zu, kann dieses zum Beispiel Arbeit verrichten oder sich erwärmen.
Das Formelzeichen der Energie ist und die Einheit .
Schauen wir uns nun verschiedene Energieformen an, in denen die physikalische Energie vorliegen kann.
Physikalische Energieformen
In der Physik gibt es verschiedene Formen der Energie, seltener auch Energiearten oder Energietypen genannt. Energie kann auf andere Körper übertragen werden oder sie wird in eine andere Energieform umgewandelt.
Mechanische Energieformen
In der Mechanik sind die mechanischen Energieformen, wie die kinetische Energie und die potenzielle Energie, relevant. Auch die Spannenergie einer Feder gehört zur mechanischen Energie.
Ein Körper besitzt kinetische Energie, auch Bewegungsenergie genannt, wenn er in Bewegung ist.
Potenzielle Energie, auch Lageenergie genannt, besitzt der Körper durch seine Lage im Gravitationsfeld.
Ein Beispiel, wie potenzielle in kinetische Energie umgewandelt wird:
Liegt eine Kugel in Ruhe auf deiner Hand, besitzt sie keine kinetische Energie: . Ihre potenzielle Energie ist abhängig von der Höhe , in der sich die Kugel befindet, der Masse der Kugel und der Erdbeschleunigung :
Wenn die Kugel nun aus deiner Hand fällt, verringert sich die potenzielle Energie, da die Höhe geringer wird. Aufgrund der Erdbeschleunigung erhöht sich die kinetische Energie und so wird die potenzielle Energie in kinetische Energie umgewandelt.
Weitere Energieformen
Es gibt noch weitere Arten von Energie, die in der folgenden Tabelle zusammen mit Beispielen aus dem Alltag zusammengefasst sind:
Energieform | Erklärung | Beispiel |
---|---|---|
mechanische Energie | Summe aus kinetischer (Bewegung) und potenzieller (Lage) Energie | kinetisch: fahrendes Auto, potenziell: Kugel im Schwerefeld |
thermische Energie | Wärmeenergie oder innere Energie: Energie aller Teilchen eines Körpers aufsummiert | heißes Wasser |
chemische Energie | potenzielle Energie von chemischen Verbindungen, die durch chemische Reaktionen freigesetzt werden | Kohle |
elektrische Energie | potenzielle Energie von elektrisch geladenen Teilchen, die in elektrischen Feldern gespeichert werden kann | Stromkreis mit Glühbirne |
Kernenergie | Energie in Atomkernen, durch Kernspaltung freigesetzt | Atomkraftwerk |
Strahlungs- energie |
Energie elektromagnetischer Wellen | Sonne |
Energieumwandlung – Beispiele
Energie kann nicht aus dem Nichts erzeugt werden, sondern nur zwischen den verschiedenen Energiearten umgewandelt werden.
Folgende Tabelle stellt euch einige Beispiele vor:
Energieumwandlung von … zu … | Beispiel |
---|---|
chemisch elektrisch | Kohlekraftwerk |
elektrisch mechanisch | Elektroauto |
mechanisch thermisch | Abbremsen |
elektrisch thermisch | Elektroherd |
mechanisch elektrisch | Fahrraddynamo |
Energie, Arbeit und Leistung – Zusammenhänge
Die Arbeit, die ein Körper bzw. System selbst verrichtet oder an ihm verrichtet wird, entspricht der Energieänderung des Körpers/Systems:
Die Leistung ist der Quotient aus Arbeit und der benötigten Zeit :
Die Einheit ist Watt:
Häufig gestellte Fragen zum Thema Energieformen
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