Energie

Energie (von altgriechisch ἐν en „innen“ und ἔργον ergon „Wirken“) ist ganz allgemein die Fähigkeit eines Systems, Arbeit zu verrichten. Aus naturwissenschaftlicher Sicht ist es eine physikalische Größe, die in allen Teilgebieten der Physik sowie in der Technik, Chemie und Biologie eine wichtige Rolle spielt. Die SI-Einheit ist Joule (J). In der Elektrizität werden Wattsekunde (Ws) als kleine Einheit und Kilowattstunde (kWh) als große Einheit verwendet; dabei entspricht 1 J = Ws.

Nach Art des Energieträgers wird meist unterschieden:

• Elektrische Energie bei der Elektroheizung und beim Elekromotor
• Chemische Energie bei der Verwendung von Brennstoffen und in der Chemischen Industrie sowie in Batterien

Als Primärenergie wird der ursprüngliche Energieträger bzw. die eigentliche Energiequelle bezeichnet. Dabei gilt der Energieerhaltungssatz.

Quellen der Energie auf der Erde

• Die Sonne mit ihrer Kernfusion liefert über Photonen Licht und Wärme als Primärenergie für die meisten Prozesse:
  • Über die Photosynthese und Nahrung der Antrieb tierischer Lebensprozesse
  • Direkte Erzeugung von Solarstrom (elektrischer Strom) mittels Photovoltaik
  • Solarthermie als Wärmequelle
  • Zusammen mit der Gravitation, der Erdrotation und durch unterschiedliche Einstrahlungs-Intensitäten auf der Erdoberfläche entstehen die Voraussetzungen für die Erzeugung von elektrischem Strom mittels Generatoren (Windenergie)
  • Über Wasser-Verdunstung und Niederschlag, gemeinsam mit der potenziellen Energie und der Topographie, der Antrieb und der Höhenunterschied strömender Flüsse, ist die Nutzung von Wasserkraftwerken möglich.
  • Über gespeicherte Energie in Holz, Erdöl, Erdgas und Kohle sind technische Verbrennungsprozesse möglich. Auch in einem Stausee kann potenzielle Energie gespeichert werden.
• Kernenergie erzeugt mittels der Bindungsenergie von Uran- oder Plutonium-Kernen über einen großen Generator elektrischen Strom.
• Geothermie nutzt zur Energieerzeugung die Wärme aus tiefen Schichten der Erde.

Masse und Energie

Gemäß der Relativitätstheorie gibt es zur Masse ein Energieäquivalent, das auf die einfache Formel E = m ^. c² gebracht werden kann; dies wurde durch Experimente weitgehend bestätigt. Eine praktische Bedeutung hat diese Formel jedoch nur bei der Kernenergie. Bei den masselosen Photonen ergibt sich sich der Sonderfall, dass die verbleibende Energie tatsächlich Null ist, da diese vollständig umgewandelt wurde - das Photon ist danach verschwunden. Umgangssprachlich wird das Wort Energie auch als Synonym für Kraft verwendet.

Literatur

• Walther Gerlach (Herausgeber): Das Fischer Lexikon - Physik, Nummer 19, erste Auflage, Frankfurt am Main 1960, 101.-125. Tausend 1963

Siehe auch

• Energie (Esoterik)