• Sunday August 1,2021

Prinzip der Energieeinsparung

Wir erklären Ihnen, was das Prinzip der Energieerhaltung ist, wie es funktioniert und einige praktische Beispiele für dieses physikalische Gesetz.

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  1. Was ist das Prinzip der Energieeinsparung?

Das Prinzip der Energieerhaltung oder das Energieerhaltungsgesetz, auch bekannt als das erste Prinzip der Thermodynamik, besagt die Gesamtenergiemenge In einem isolierten physischen System (dh ohne Interaktion mit anderen Systemen) bleibt es immer dasselbe, es sei denn, es wird in andere Energiearten umgewandelt.

Dies wird in dem Prinzip zusammengefasst, dass Energie im Universum nicht erzeugt oder zerstört werden kann, sondern nur in andere Energieformen wie elektrische Energie in Energie umgewandelt wird. Kalorisch (Betrieb der Widerstände) oder in Lichtenergie (Betrieb der Glühbirnen). Daher scheint sich bei der Durchführung bestimmter Arbeiten oder bei bestimmten chemischen Reaktionen die Menge der Anfangs- und Endenergie verändert zu haben, wenn ihre Umwandlungen nicht berücksichtigt werden.

Nach dem Prinzip der Energieeinsparung entspricht das Einbringen einer bestimmten Wärmemenge (Q) in ein System immer der Differenz zwischen der Zunahme der Energiemenge Intern ( U) plus die von diesem System ausgeführte Arbeit (W). Auf diese Weise haben wir die Formel: Q = U + W, woraus folgt, dass U = Q W.

Dieses Prinzip gilt auch für das Gebiet der Chemie, da die an einer chemischen Reaktion beteiligte Energie wie auch die Masse bis auf wenige Fälle immer erhalten bleibt wobei letztere in Energie umgewandelt wird, wie durch die berühmte Albert-Einstein-Formel von E = mc 2 angegeben, wobei E Energie ist, m Masse ist und c die Lichtgeschwindigkeit ist. Mit dieser Formulierung begann die Relativitätstheorie und die Entstehung von Materie im Universum wird erklärt.

Energie geht also nicht verloren, wie bereits gesagt, sondern sie wird nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik abgebaut : Die Entropie (Störung) eines Systems nimmt mit der Zeit tendenziell zu. Das heißt: Systeme neigen unweigerlich zu Störungen.

Die Wirkung dieses zweiten Gesetzes in Übereinstimmung mit dem ersten verhindert die Existenz von isolierten Systemen, die ihre Energie für immer intakt halten (wie z. B. ständige Bewegung oder der heiße Inhalt einer Thermoskanne). Dass Energie nicht erzeugt oder zerstört werden kann, bedeutet nicht, dass sie unveränderlich bleibt.

Siehe auch: Materieerhaltungsgesetz.

  1. Beispiele für das Prinzip der Energieeinsparung

Angenommen, auf einer Rutsche ist ein Mädchen in Ruhe. Auf ihn wirkt nur eine potentielle Energie der Gravitation, daher ist seine kinetische Energie 0 J. Wenn der Schlitten abwärts rutscht, nimmt andererseits seine Geschwindigkeit zu und seine kinetische Energie zu, aber wenn seine potentielle Energie der Gravitation abnimmt, nimmt auch seine Höhe ab. Schließlich erreicht es die maximale Geschwindigkeit gerade am Ende des Schlittens, das heißt, seine maximale kinetische Energie, aber seine Höhe hat abgenommen und sein Energiepotential beträgt 0 J. So wird eine Energie in eine andere umgewandelt, aber die Summe von beide werfen immer die gleiche Menge in das beschriebene System.

Ein weiteres mögliches Beispiel ist der Betrieb einer Glühbirne, die beim Betätigen des Schalters eine bestimmte Menge elektrischer Energie erhält und diese beim Aufheizen der Glühbirne in Lichtenergie und Wärmeenergie umwandelt. Die Gesamtmenge an elektrischer, thermischer und Lichtenergie ist die gleiche, sie wurde jedoch von der ersten in die zweite umgewandelt.

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