Energie

(griechisch: Kraft, Nachdruck)

Die Physik versteht unter Energie die Fähigkeit eines Systems, Arbeit zu verrichten (Abkürzung: E). Verschiedene Energieformen können ineinander umgewandelt werden.

Mechanik

In der Mechanik unterscheidet man:

a) potenzielle Energie oder Lage-Energie (Epot). Ein Körper der Masse m, der vom Anfangsniveau 0 um die Höhe h gehoben wird, hat potenzielle Energie. Dabei gilt: Epot = m x g x h.

Potenzielle Energie wird in Newtonmetern (Nm) und Joule (J) gemessen.

b) kinetische Energie (Ekin) hat ein Körper der Masse m, der in einem ruhenden System mit der Geschwindigkeit v ms-1 fortbewegt wird: Ekin = ½ mv 2. Die Einheiten sind J, Nm und Ws.

c) Rotationsenergie (Erot).

Elektrizitätslehre

In der Elektrizitätslehre unterscheidet man:

a) Ein Strom I gibt in der Zeit t beim Fließen durch einen Leiter vom Spannungsunterschied U und dem Widerstand R elektrische Energie (We) ab.

Dabei ist We = U x I x t = I2 x R x t = U2/R x t.

b) Wird eine Spule der Selbstinduktion L vom Strom I durchflossen, hat sie die Energie Ws gespeichert: Ws = ½ L = I2.

Thermodynamik

Auch Wärme ist eine Energieform (siehe Thermodynamik); alle anderen Energieformen können in Wärme umgewandelt werden. Es geht also keine Energie verloren (Energieerhaltungssatz).

Atomphysik

Energie ist auch eine zentrale Größe der Atomphysik: Atomare Bindungsenergie wird beim Spalten von schweren Atomkernen frei (Atomenergie). Masse und Energie sind äquivalent; dabei gilt Einsteins Formel E = mc2 (c = Lichtgeschwindigkeit); große Energiemengen entstehen bei der Kernfusion (Kernenergie).

Chemie

In der Chemie spricht man ebenfalls von Energie. Chemische Bindungsenergie wird bei exothermen chemischen Prozessen frei, gemessen als Heizwert pro kg.