Klasse 7 › Physik › Kräfte und Energie
Kann Energie verloren gehen?
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Nein, Energie geht nie verloren und entsteht nie aus dem Nichts: Sie wird nur von einer Form in eine andere umgewandelt. Das ist die Energieerhaltung. Am Ende jeder Umwandlungskette steht meist Wärme, die sich in der Umgebung verteilt und kaum noch nutzbar ist – das heißt Energieentwertung. Der Wirkungsgrad sagt, welcher Anteil nutzbar herauskommt.
Das Wichtigste zum Nachlesen
1 Min. Lesen
Umgewandelt, nicht verbraucht
Energie kommt in vielen Formen vor: als Bewegungsenergie, Lageenergie, Spannenergie, Wärme, elektrische Energie, chemische Energie in Nahrung, Benzin und Batterien und als Strahlungsenergie im Licht. Sie wird in Joule (J) gemessen. Energie geht nie verloren und entsteht nie aus dem Nichts – sie wird nur von einer Form in eine andere umgewandelt (Energieerhaltung). Am Ende jeder Kette steht meist Wärme, die sich in der Umgebung verteilt und kaum noch nutzbar ist. Das nennt man Energieentwertung.
Wohin die Energie einer Glühlampe geht
Wirkungsgrad: nutzbare Energie geteilt durch zugeführte Energie.
Typische Falle
- Falsch: Energie wird verbraucht und ist danach weg.
- Richtig: Sie wird umgewandelt, am Ende meist in Wärme.
- „Energie sparen“ heißt: weniger wertvolle Energie in Wärme verwandeln, die niemand braucht.
Tipp
Frag bei jedem Gerät: Welche Energieform geht hinein, welche kommt heraus, und wie viel davon ist das, was ich will?
Üben
3 Aufgaben
Welche Energieform steckt darin? Verbinde.
- fahrendes Fahrrad
- Apfel oben am Baum
- aufgezogene Feder im Spielzeugauto
- Schokolade
- Sonnenlicht
- heißer Tee
- chemische Energie
- Wärme
- Bewegungsenergie
- Strahlungsenergie
- Lageenergie
- Spannenergie
Rechne den Wirkungsgrad aus: nutzbare Energie geteilt durch zugeführte Energie.
- Lampe: 200 J hinein, 20 J Licht → Wirkungsgrad %
- Elektromotor: 500 J hinein, 450 J Bewegung → %
- Automotor: 1 000 J aus Benzin, 250 J Bewegung → %
- Beim Automotor werden J zu Wärme.
Stimmt das? Kreuz an.
- Energie kann verloren gehen und ist dann weg.
- Beim Bremsen wird Bewegungsenergie in Wärme umgewandelt.
- Ein Gerät kann einen Wirkungsgrad von 120 % haben.
- Verteilte Wärme in der Umgebung kann man kaum noch nutzen.
- Die Energie einer leeren Batterie ist verschwunden.
Was im Video gesagt wird
Abschrift
Einstieg
Ist der Akku leer, ist die Energie weg? Falsch.
Erklärung
Energie steckt in vielen Formen: in Bewegung, in Licht, in Wärme. Auch in Nahrung, in Batterien und in einem Apfel oben am Baum. Gemessen wird Energie in Joule, kurz J. Radfahren mit Licht: Nahrung wird zu Bewegung, im Dynamo zu Strom.
Die Lampe leuchtet, und am Ende wird alles zu Wärme. Ist die Energie jetzt weg? Nein. Sie steckt in der warmen Luft. Das ist die Energieerhaltung: Energie geht nie verloren, sie wird umgewandelt. Aber verteilte Wärme kann man kaum noch nutzen. Sie ist entwertet.
Energie sparen heißt also: weniger nützliche Energie in nutzlose Wärme verwandeln. Eine Glühlampe macht aus hundert Joule nur etwa fünf Joule Licht. Die anderen fünfundneunzig Joule werden zu Wärme. Es fehlt kein Joule. Wirkungsgrad: nutzbare durch zugeführte Energie, hier fünf Prozent.
Gegenprobe: Über hundert Prozent geht nie. Aus nichts entsteht keine Energie.
Beispiele
Zweites Beispiel, die Rutsche: Oben hast du tausendfünfhundert Joule Lageenergie. Unten sind davon neunhundert Joule Bewegungsenergie. Wo sind die anderen sechshundert? Deine Hose und die Rutsche sind warm. Neunhundert plus sechshundert gleich tausendfünfhundert. Kein Joule fehlt.
Für den Schwung nutzbar sind neunhundert von tausendfünfhundert: sechzig Prozent. Darum springt ein Ball nie höher zurück, als du ihn fallen lässt. Bei jedem Aufprall wird etwas Bewegung zu Wärme und Schall. Und der leere Akku? Sein Strom wurde Licht, Ton und schließlich Wärme.
Dein Zug
Dein Zug: Ein Motor bekommt zweihundert Joule, macht hundertfünfzig Joule Bewegung. Wo sind fünfzig? In Wärme.
Zum Schluss
Energie wird nicht verbraucht, sondern umgewandelt und am Ende entwertet. Merk dir: Energie geht nie verloren. Sie wird umgewandelt, meist in Wärme. Zum Üben: Verfolge die Energie beim Radfahren über fünf Stationen. Nächste Frage: Wie lang ist der Bremsweg bei fünfzig Kilometern pro Stunde?
Danach
