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ENERGIE 1. Die Grundlagen Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten (griech. energeia à Tatkraft). Einheit für Energie: Joule (1 Kilojoule à 1000 Joule), die ältere Einheit sind Kalorien (1cal à 4,18 Joule). Energiebedarf des Menschen: ca. 2000 Kilokalorien (kcal) Energiebedarf ist abhängig von… ü Tätigkeiten ü Temperatur ü Masse (je höher die Masse, desto mehr Energie braucht man) ü Alter (zwischen 15 und 18 Jahren ist der Energiebedarf am höchsten, ein 70-Jähriger hat den Energiebedarf eines Kleinkindes) ü Geschlecht (Männer verbrauchen mehr Energie als Frauen) Grundlage: Photosynthese Jede Energie ist letztlich auf die Sonnenenergie zurückzuführen, außer der Kernenergie. Energieträger (aus welchen Stoffen Energie gewonnen werden kann): ü Fossile Brennstoffe (Erdöl, Kohle, Erdgas) à wurden vor Millionen von Jahren gebildet. ü Wind ü Sonne ü Wasser ü Kernenergie (Uran, Plutonium) ü Biomasse (Holz in allen Formen) Nicht erneuerbare Energieträger: ü Fossile Brennstoffe ü Kernenergie
Erneuerbare Energieträger: ü Biomasse
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• Click on download to get complete and readable text • This is a free of charge document sharing network • First upload your own document, and you get a word document per email • No registration necessary, gratis Swap homeworks and notes at no charge! Gratis scripts for students and pupils! ü Wind ü Wasser ü Erdwärme ü (Wasserstoff à man braucht Energie hauptsächlich aus Fossilen Brennstoffen um Wasserstoff zu gewinnen.) Energieformen: ü Wärmeenergie, Reibungsenergie ü Bewegungsenergie ü Lageenergie ü Lichtenergie, Strahlungsenergie ü Elektrische Energie (Strom) ü Chemische Energie (z.B. Zucker, Erdöl, Holz,…) ü Kernenergie ü Magnetische Energie ü Schallenergie Das Gesetz von der Erhaltung der Energie: Energie ist im Universum konstant, sie kann weder erzeugt noch vernichtet werden, sie lässt sich nur in andere Formen umwandeln. Beispiele für Energieumwandlungen: ü Stausee (Lageenergie wird umgewandelt in Bewegungsenergie) ü Mensch (Chemische Energie wird in Wärmeenergie, Bewegungsenergie, elektrische Energie umgewandelt) ü Pflanze (Sonnenenergie wird in chemische Energie umgewandelt) Der Wirkungsgrad … … gibt an, wie effizient die Energieumwandlung ist. (Energieumwandlung ist selten 100 %. Meist geht Energie verloren.) Wirkungsgrad (ŋ à eta) = Nutzenergie : Zugeführte Energie * 100
Bsp.: Glühbirne à 5 % Ŋ = 5 : 100 * 100 = 5 % (95 % der Energie gehen in Wärme verloren)
Wirkungsgrade verschiedener Geräte:
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• Click on download to get complete and readable text • This is a free of charge document sharing network • First upload your own document, and you get a word document per email • No registration necessary, gratis Swap homeworks and notes at no charge! Gratis scripts for students and pupils! Wasserturbine.......... 90 % Generator........... 96 % Auto (gesamt)..... 16 % Benzinmotor...... 35 % Elektromotor...... 96 % 2. Die Mechanische Energie a) Die Lageenergie (Potentielle Energie) Epot = m * g * h (Masse * Erdanziehungskraft à Gravitation * Höhe) Einheit: kg * m/s2 * m = Joule b) Die Bewegungsenergie (Kinetische Energie) Ekin= m : 2 * v2 Einheit: kg * (m/s)2 = Joule Aufgaben: Gefährliche Spurensuche – Verwandlungskünstler Energie 1. Bild 1: Bewegungsenergie Bild 2: abnehmende Lageenergie, zunehmende Bewegungsenergie Bild 3: zunehmende Lageenergie, abnehmende Bewegungsenergie Bild 4: zunehmende Lageenergie, abnehmende Bewegungsenergie Selber hat er keine Energie wenn der Baldachin am stärksten durchgedrückt wird. Die Energie steckt im Baldachin. 2. Arbeit die die Körper verrichten: Verformungsarbeit 3. Beschleunigungsarbeit bzw. Hubarbeit 4. Nicht realistisch, weil durch die Reibung wird Wärmeenergie freigesetzt, die von der gesamten vorhandene Energie verloren geht. 5. Epot = m * g * h Epot = 73 * 9,81 * 11 = 7877,43 Er hat 7877,43 Joule Lageenergie.
6. Kurz vor dem Aufprall am Baldachin erreicht der die höchste Geschwindigkeit. Berechnung: Ekin = Epot = 7877 J = m : 2 * v2 2 * 7877 J = m * v2 2 * 7877 J = v2 : 73 kg
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Wirkungsgrad: 2.943.000 * 72 : 100 = 2.118.960 Joule
P
= Arbeit : Zeit = 2.118.960 : 60 = 35.316 Watt
3. Die chemische Energie
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Was man beim Sport wissen sollte
Kreatin-Phospan-Zerfall (energiereiche Substaz, die in den Muskelzellen vorliegt): Die Biologische Bedeutung des Kreatinphosphats liegt in seiner sofortigen Verfügbarkeit
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