In welchen Formen kommt Energie vor?

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In welchen Formen kommt Energie vor?

In der Serie «Bis der Strom aus der Dose kommt» folgen wir der elektrischen Energie von der Quelle bis zur Steckdose. Die erste Etappe beleuchtet die Stromproduktion und zeigt, wie die unterschiedlichen Kraftwerke auf ähnliche Art und Weise die verfügbaren Energieformen in elektrische Energie umwandeln. Doch in welchen Formen kommt Energie ursprünglich vor?

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Auf der Erde sind wir von fast unendlichen Mengen an Energie umgeben. Die Frage ist nur, ob und wie wir diese Energie effizient nutzen können. Um die verfügbare Energie im grossen Stil nutzbar zu machen, wird sie beispielsweise mit Wasserturbinen oder Windkraftanlagen in elektrische Energie umgewandelt. Mehr dazu in der ersten Etappe der Serie «Bis der Strom aus der Dose kommt».

Einteilung in vier Energieformen

Die auf der Erde frei verfügbaren Energien können in vier Kategorien untereilt werden:

Mechanische Energie

Diese Energieform bezeichnet die Fähigkeit eines Körpers, durch seine Lage oder Bewegung Energie zu entfalten. Dazu gehören die
 

  • Kinetische oder Bewegungsenergie
    Ein klassisches Beispiel ist die Windkraft. Sie bewegt beispielsweise ein Segelboot oder treibt ein Windrad an.

  • Potentielle oder Lageenergie
    Die geographische Lage eines Felsbrockens an einer Klippe ist grundsätzlich freiverfügbare Energie. Nur kann diese schlecht genutzt werden. Liesse man den Felsen gezielt auf einen Hebel fallen, könnte sich Energie entfalten und beispielsweise einen Gegenstand anheben, der durch blosse Muskelkraft nicht angehoben werden könnte. Ein Beispiel dafür, wie potentielle oder Lageenergie nutzbar gemacht werden kann, ist die Wasserkraft. Denn Wasser bewegt sich nur, weil sich die Lageenergie des Wassers in einem Gefälle entfallten und so wiederum eine Turbine in einem Wasserkraftwerk antreiben kann.

Innere Energie

Bezeichnet die einem geschlossenen physikalischen System innewohnende Energie, die über thermodynamische Umwandlungsprozesse freigesetzt werden kann:
 

  • Kernenergie
    Energie, die zum Beispiel dem atomaren Kern des schweren physikalischen Elements Uran innewohnt. Sie kann durch Spaltung des Atomkerns freigesetzt und dadurch in Wärme umgewandelt werden. Zur Kernenergie gehört zudem die Kernfusion, bei der zwei Atomkerne zu einem neuen Kern verschmolzen werden.

  • Thermische oder Wärmeenergie
    Mit thermischer oder Wärmeenergie ist in erster Linie die Bewegungsenergie der Molekularteilchen in einem Körper gemeint. Diese ist in jedem physikalischen Körper unterschiedlich und kann sich aufgrund äusserer Einwirkungen verändern. Ein Liter 100 Grad heisses Wasser besitzt beispielsweise eine grössere thermische Energie, als ein Liter 20 Grad heisses Wasser. Mit thermischer oder Wärmeenergie wird oft Wärme erzeugt. Wärme ist dabei nicht zu verwechseln mit Wärmeenergie.

  • Chemische Energie
    Bezeichnet die Energie in chemischen Verbindung in einem Stoff, die wiederum durch chemische Reaktionen freigesetzt wird. Bestes Beispiel sind Nahrungsmittel wie z.B. Früchte oder Eier. Durch die chemischen Verdauungsprozesse im menschlichen Körper oder durch Verwesungsprozesse entfalten sie ihre gespeicherte Energie.

Strahlungsenergie

Energie, die in elektromagnetischen Wellen, wie zum Beispiel Licht, vorkommt. Prominentester Vertreter dieser Energieform ist die Sonnenenergie. Sie kann durch das Zusammenspiel und Verhalten chemischer Elemente in Solarzellen zu elektrischer Energie umgewandelt werden.

Elektrische Energie

Elektrische Energie oder Strom ist in der Lage, mechanische Arbeit zu verrichten, Licht auszustrahlen oder Wärme abzugeben. Aufgrund ihrer Vielseitigkeit ist sie oft das Resultat, die sogenannte Sekundärenergie, eines Transformationsprozesses. Dabei wird eine Primärenergie, z.B. Bewegungsenergie, in elektrische Energie umgewandelt. Dies ermöglicht es, die Primärenergie besser nutzbar zu machen. Denn elektrische Energie kann am einfachsten kontrolliert, gesteuert, transportiert und wiederum in andere Energieformen umgewandelt werden. Allerdings kommt diese Energieform in Form von Blitzen oder im Zusammenspiel zwischen Elektromagneten auch natürlich vor.

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