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Energieeinheiten
• SI-Einheit: Joule [ J ]
- 1 J = 1 Nm (Newtonmeter)- 1 J = 1 Ws (Wattsekunde)
- 3.600 Ws = 1 Wh (Wattstunde)
1h hat 60 min, 1min hat 60s also 1h = 3600s
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Energieeinheiten
Angabe in Kilowattstunde [ kWh ]
- 1 kWh = 3.600.000 J = 3.600 kJ- Angabe auf der Tüte:
2230 kJ 535 kcal 0,6194 kWh
Also ist 1 kWh = 860 kcal = 3.600 kJ
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Energieeinheiten
• 1kWh entspricht:
- 1Stunde Kochen auf kleiner Herdplatte
- ½ Stunde Betrieb eines Wasserkochers
1kWh = 3.600kJ = 860lcal
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Energieeinheiten
Größere Beträge
- k Kilo (Tausend:10 ³)
- M Mega (Millionen: 106)
- G Giga (Milliarden: 109)
- T Tera (Billionen: 1012)
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Energieeinheiten
• Rohöleinheit:
1 kg RÖE reicht für 11,63 kWh
• Steinkohleeinheit:
1kg SKE reicht für 8,141 kWh
Hängt vom Herkunftsland ab.
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Energieeinheiten
• Für 1kWh werden 86g Rohöl benötigt
• Wenn das Fett in den Chips Rohöl währe, entspräche dies bei einen Fettgehalt von 35% einer Menge von 246g Chips.
• Eine 250g Packung hätte ca. 3.600kJ Brennwert alleine von der Rohölmenge
1kWh = 3.600kJ = 860lcal
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Energieeinheiten
• 1 m³ Gas (Hu) reicht für 8,8156 kWhHu bedeutet unterer Heizwert
• 1 m³ Gas (Ho) reicht für 9,7692 kWhHo bedeutet oberer Heizwert
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Kinetische und Potentielle Energie
• Potentielle Energie (auch Lageenergie genannt)
• Ist die Energie die ein Körper durch seine Lage in einem konservativen Kraftfeld erhält
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Kinetische und Potentielle Energie
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Kinetische und Potentielle Energie
EPot = F*s
F = m*a [a = g]
F = m*g
EPot= m*g*s [s = h]
EPot = m*g*h
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Kleine Rechnung
Gegeben:
Masse: 70kg
Höhe: 3250m
Gravitation: 9,81 m/s ²
Gesucht:
Potentielle Energie
Epot = m*g*h =70kg*3250m*9,81m/s ² =2.231.775J
Also ca. 2.230kJ
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Kinetische und Potentielle Energie
• Kinetische Energie:
- Ist Bewegungsenergie
EKin=1/2 *m*v ²
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Kleine Rechnung
Gegeben:
Masse: 70kg
Geschwindigkeit: 252,5m/s
Gesucht:
Kinetische Energie
Ekin = ½ m*v²= ½ 70kg*(252,5m/s)²= 2.231.468 J
Also ca. 2.230kJ
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Energieerhaltungssatz
•Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden
•Betrag der Energie in einem abgeschlossenem System ist konstant
•Energie tritt in verschiedenen Energieformen auf, die ineinander umgewandelt werden können
•Energie kann durch Arbeit, Wärme, Teilchen- und durch Wellenstrahlung auf einen anderen Körper übertragen werden
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• Woher kommen die 535kcal??????
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TranslationGeschwindigkeit:
Beschleunigung:
Masse: m
Kraft:
Impuls:
Kinetische Energie:
Rotation
Winkelgeschwindigkeit:
Winkelbeschleunigung:
Trägheitsmoment:
Drehmoment:
Drehimpuls:
Rotationsenergie:
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Impuls
•Masse
•Geschwindigkeit
• p = m*v
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Drehimpuls
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Energieumsetzung
Umwandlung von chemischer in kinetische Energie
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Energieumsetzung
• Ist die Umwandlung von einer in die andere Energieart
• Oder eine Umwandlung innerhalb einer Energieart
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Energiearten
• Mechanische Energie
• Thermische (innere-) Energie
• Elektrische- und Magnetische- Energie
• Bindungsenergie
• Strahlungsenergie
• Chemische Energie
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Energieumsetzung
Laden:
Elektrische Energie wird in chemische Energie umgewandelt
Entladen:
Chemische Energie wird in elektrische Energie umgewandelt
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Energieumsetzung
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Wirkungsgrad
Der Großteil der Energie wird durch Wärme in Schweiß abgegeben
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Wirkungsgrad
• Den Wirkungsgrad eines menschlichen Körpers kann man nicht ermitteln.
• Er wird auf 25% geschätzt
• Was bedeutet das 25% der aufgenommenen Energie in z.B. kinetische Energie umgesetzt wird
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Wirkungsgrad• i.A. gibt der Wirkungsgrad das Verhältnis zwischen
dem Aufwand und dem daraus gewonnenen Nutzen an.
•Meistens wird der Leistungswirkungsgrad verwendet
•Der ideale Wirkungsgrad ist 1
•Was bedeutet, dass die zugeführte Leistung ohne Verluste in die abgeführte Leistung umgewandelt wird
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Wirkungsgrad
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Verschiedene Arten von Wirkungsgraden
• Mechanischer Wirkungsgrad (Verlust durch Wärmeabgabe, verursacht durch
Reibung)
• Wärme-Wirkungsgrad (Verlust durch z.B. Abkühlen)
• Anlagen Wirkungsgrad (Summe aus den Wirkungsgraden der einzelnen
Bestandteile einer Anlage)
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Wirkungsgrad größer als 1
• Maschinen mit einem Wirkungsgrad gleich oder größer als 1, nennt man Perpetuum Mobile
• Sie können auf Grund der Energieerhaltung und den Hauptsätzen der Thermodynamik nicht existieren
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Wirkungsgrad
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W = m*g*h
t
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Leistung
• Ist Arbeit pro Zeit
• P = W/t
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Unterschied zwischen Arbeit und Energie
• Arbeit ist das Produkt aus der aufgewandten Kraft in Wegrichtung und der zurückgelegten Wegstrecke: W = F*s
• Energie ist gespeicherte Arbeit
• Verrichtet man Arbeit wird diese zu Energie
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Elektrische Leistung
• W = U*q
• W = U * I * t [ Stromstärke:I=dq/dt]
• P = W/t = U*I
• Spannung [U] ist die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten
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Elektrische Leistung
Unterscheidet sich in:
• Scheinleistung setzt sich zusammen aus:
• Wirkleistung
• Blindleistung
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Leistung
1kW
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Leistung
2 kW
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Leistung
1kW
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