3.3 Energie, Arbeit - Leistung - Wirkungsgrad
3.3.1 Energie, Arbeit
3.3.1.1 Grundlagen

Energie tritt in verschiedenen Erscheinungsformen auf, z. B. als mechanische Energie ("Arbeit"), Wärmeenergie, elektrische Energie, Lichtenergie, in Stoffen als innere Energie und (Atom-) Kernenergie.

Energieformen lassen sich ineinander umwandeln:

Brennstoff   Dampf   Turbine   Generator    
Innere Energie Wärmeenergie Mechanische Energie Elektrische Energie Wärmeenergie (Heizgerät)
Mechanische Energie (Elektromotor)
Lichtenergie (Glühlampe)

 

Energie kann weder gewonnen werden noch verlorengehen ("Gesetz von der Erhaltung der Energie")

Beträge von Energien in verschiedenen Erscheinungsformen sind einander äquivalent.

Energie und Arbeit sind gleichartige Größen. Arbeit im physikalischen Sinne wird verrichtet, wenn eine Kraft (z. B. die Gewichtskraft) längs eines Weges wirkt. Die verrichtete Arbeit W ist um so größer, je größer die wirkende Kraft F und je länger der Weg s ist, längs dessen die Kraft wirkt.

 

9

 

Arbeit = Kraft * Weg W = F * s 1) Einheit: N * m = Nm = J

Einheit der Arbeit ist das Joule 2) (1J). 1J ist gleich der Arbeit, die verrichtet wird, wenn der Angriffspunkt der Kraft 1 N um 1m gleichförmig in Richtung der Kraft verschoben wird.

Die Einheit 1 J gilt allgemein für alle Energiearten. Besonders in der Elektrizitätslehre wird die Einheit 1 J = 1 Ws (Wattsekunde) verwendet (vgl. 10.5).


1) mathematisch genau: W = ∫ F * s (gesprochen: Integral über F * s)

2) gesprochen: Dschuhl