Energie: Erhaltung, Abbau und erneuerbare Quellen

Energie und Veränderung

Energie ermöglicht es Systemen, Veränderungen zu erfahren. Sie ist eine Eigenschaft von Materialien, die es ihnen erlaubt, zu experimentieren und Änderungen vorzunehmen. Die Energie von Systemen kann mit anderen Eigenschaften in Zusammenhang stehen und wird mit Adjektiven wie chemisch, nuklear, thermisch usw. beschrieben. Energieformen lassen sich in zwei Klassen einteilen:

• Kinetische Energie (Bewegungsenergie)
• Potentielle Energie (Lageenergie)

Erhaltung und Entwertung der Energie

In jeder Veränderung bleibt die Gesamtmenge der Energie konstant. Dies ist das Prinzip der Energieerhaltung. Energie wird weder erzeugt noch vernichtet, sondern nur umgewandelt. Daher bleibt die Gesamtenergie des Universums konstant.

Der Abbau von Energie

Obwohl bei jedem Prozess die Energiemenge erhalten bleibt, wird ihre "Qualität" nicht beibehalten, da ein Teil der Energie in weniger nützliche Formen wie Wärme und Lärm umgewandelt wird.

Bei jeder Veränderung wird der Verlust an nutzbarer Energie als Abbau bezeichnet.

Energieeffizienz

Die Energieeffizienz (r) ist das Verhältnis von Nutzenergie zu zugeführter Energie. Sie wird in Prozent ausgedrückt.

Der Abbau von Energie und das Energieproblem

Die gesamte Energie eines Systems wird in andere Energieformen umgewandelt.

Dieses Prinzip schränkt nicht ein, in welcher Richtung physikalische Prozesse ablaufen, sondern ist eine einfache Beobachtung natürlicher Phänomene, die spontan in einer bestimmten Richtung auftreten und nicht umgekehrt: Wenn zwei Körper mit unterschiedlichen Temperaturen in Kontakt kommen, überträgt der heiße Körper Wärmeenergie an den kühleren Körper, aber nie umgekehrt. In Maschinen wird immer Wärme an die Umgebung abgegeben, durch die Reibung zwischen ihren verschiedenen Bestandteilen. Die Wärmeenergie kann nicht wieder in andere Energieformen integriert werden.

Erneuerbare Energieträger: Kohle und Öl

Kohle

Kohle ist ein Sedimentgestein, das über Millionen von Jahren aus Pflanzenresten entstanden ist. Im 19. Jahrhundert ersetzte sie Holz aufgrund ihres höheren Energiegehalts. Die erste industrielle Revolution basierte auf Kohle. Je nach Kohlenstoffgehalt gibt es verschiedene Arten von Kohle:

• Anthrazit (über 90 %)
• Kohle (75 bis 90 %)
• Braunkohle (60 bis 75 %)
• Torf (< 60 %)

Öl

Mineralöl wird von der Natur über Millionen von Jahren aus Überresten von Organismen produziert.