Ist die innere Energie U abhängig vom Druck und Volumen?

Hallo,

ich frage hier nicht, ob Volumenarbeit oder chemische Wechselwirkungen die Temperatur des Systems erhöhen könnten (was sie können), sondern ganz einfach: Hat die Systemgröße (Druck und Volumen) eine Auswirkung auf die innere Energie U (in einem geschlossenen System)?

Zuerst dachte ich, dass sich Druckenergie nicht innerhalb des Systems nutzen ließe, aber dann bin ich auf folgende Idee gekommen, die Druckenergie zu nutzen:

Man baut in einem geschlossenen System ein luftdichten Raum, der noch denselben Druck wie im System besitzt. Danach leistet man am System isotherme Volumenarbeit und kann durch Ausgleich der Drücke Energie (bspw. elektrische) innerhalb des Systems teilweise zurückgewinnen.

Demnach müsste die Innere Energie den Druck und das Volumen berücksichtigen, da ja keine Energie mit der Umgebung ausgetauscht wurde und deshalb die innere Energie seit der Volumenarbeit konstant geblieben ist.

Ein anderes Gedankenexperiment führt jedoch zu einem anderen Ergebnis.

Dass die innere Energie nicht den Druck und das Volumen berücksichtigt, kann man folgendermaßen herleiten:

Man hat einen großen Raum voller ideales Gas. Jedes Mal, wenn sich Gasmoleküle von der Systemwand entfernen entsteht eine Einbuchtung an dieser Stelle, ohne dass dem System in irgendeiner Weise Energie zugeführt werden würde. Mit zunehmender Zeit wird die Wahrscheinlichkeit für eine Volumenabnahme immer größer. Man verkleinert das Volumen und erhöht den Druck ohne Energie an das System zu geben. Ab einen gewissen Grad wird es unrealistisch unwahrscheinlich, dass sich das System noch verkleinert. Diese Unstimmigkeit ignoriere ich einfach mal.

Dasselbe kann man mit der Ausdehnung machen. Man hat ein System voller ideales Gas und dehnt die Systemgrenzen aus. Die innere Energie bleibt konstant, zumindest dachte ich das zuerst. Ich bin auf die Idee gekommen, dass sich die potentielle Energie innerhalb des Systems bei Volumenänderung verändern könnte: Wenn man ein Haufen Elektronen hat steigt oder sinkt die potentielle Energie, je nach Verteilung der Elektronen innerhalb des Systems.

Dennoch hat das eine Gedankenexperiment zur Volumenverkleinerung zu einem anderen Ergebnis geführt. Wo liegt mein Denkfehler?

Energie, Thermodynamik
Energiewende fortschritt Wind/Sonne?

Irgendwo soll ja in Zukunft der Strom herkommen, und es soll ja weder fossil noch Atom werden, laut der Regierung. Auch dachte ich, uns wurde ja der große Wurf versprochen. Es sollen ja laut gewissen Politikern die C-Parteien schuld an der Misere sein, und die jetzigen an der Bundesregierung es besser machen.

Aber was gibt es für Beweise dafür, dass die Politk jetzt auch ernst macht mit dem Ziel von 100% erneuerbaren Energien und das nicht bloß ein netter Versuch ist, sondern die Wind und Sonnenanlagen auch tatsächlich gebaut werden.

Könnt ihr das ggf. mit Link zu dem jeweiligen Zeitungsartikel nennen. Ich habe auch öfters gesucht und ja, es gibt Fortschritte, aber es erscheint mir bisher eher ein weiterer Tropfen auf den heißen Stein.

Historisch war ja sogar diese Idee eine Behauptung ins Blaue hinein, zu mal man zuerst gesagt hat, "Atomkraft nein Danke", danach, "Oh verdammt, das Öl geht zur Neige" sowie "Was jetzt? Also Wind und Sonne und ein bisschen Kohle" und erst später hatte man die Idee "Ach es gibt also doch den Klimawandel. Scheiße Scheiße Ach so ja Wind und Sonne werden es schon richten. Ich mache mir zu Hause meinen eigenen Strom, ach wie schön, da bin ich ein super Vorbild"

Sonne, Technik, Umwelt, Wetter, Strom, Energie, Deutschland, Klimawandel, Stromverbrauch, Klimaschutz, erneuerbare Energien, Photovoltaik, Windenergie, Energiewende
Häufiges Missverständnis der Elektrodynamik?

Guten Tag,

Mich interessiert einfach nur mal ob ihr auch dieses Missverständnis der Elektrodynamik bezüglich der Stromübertragung hattet.

Es ist nämlich so, das viele Menschen glauben, der Strom werde durch die Elektronen im Leiter einer Schaltung übertragen. In Wirklichkeit erfolgt die Energieübertragung durch die elektrischen Felder, während die Elektronen im Leiter nur eine Driftbewegung ausführen. Das elektrische Feld erzeugt eine Kraft auf die Elektronen, die dann durch den Leiter strömen.

Elektrische Felder sind Felder welche bei einem Potentialunterschied (Spannung) zwischen dem Positiven und Negativen Pol durch eine Spannungsquelle in einer Schaltung auftreten. Ein Elektrischen Feld beeinflusst alle geladenen Teilchen und erstreckt sich über den gesamten Leiter. Das Feld beeinflusst ebenfalls umgebende elektrisch geladene Komponente und Leiter in der Schaltung. Das führt zur Übertragung von elektrischer Energie. Sprich drahtlose Energieübertragung durch das übertragen von elektrischen Energie über die Elektromagnetischen Felder.

Ein weiteres Missverständnis betrifft die Geschwindigkeit der Elektronen. Obwohl der elektrische Strom fast sofort zu fließen beginnt, bewegen sich die Elektronen selbst nur mit einer sehr geringen Driftgeschwindigkeit. Die elektrischen Felder sorgen jedoch für eine schnelle Signalübertragung in der Schaltung.

(Das kann man alles mit Hilfe den Maxwell Gleichungen beweisen jedoch würde das zu lange dauern)

Insgesamt ist es also tatsächlich so, dass es die elektrischen Felder sind, die die Energieübertragung ermöglichen, während die Elektronen lediglich eine relativ langsame Driftbewegung ausführen.

LG

Strom, Energie, Elektrotechnik, Spannung, Elektrizität, elektrisches Feld, Elektromagnetismus, Elektronen, Stromkreis
Meinung des Tages: Was haltet Ihr von Habecks Vorschlag des schuldenfinanzierten Sondervermögens für die deutsche Wirtschaft?

Die deutsche Wirtschaft hat strukturelle Probleme - für 2024 hat der IWF (Internationaler Währungsfonds) eine neue, durchaus pessimistische, Prognose für die deutsche Wirtschaft veröffentlicht. Ein Miniwachstum von 0,5 Prozent wird Deutschland darin zugesprochen - damit würde Deutschland in den sechs Wirtschaftsräumen und 16 Ländern, die vom IWF analysiert wurden, als Schlusslicht dastehen. Auch in der Politik wird händeringend eine Lösung gesucht, sodass der Wirtschaft wieder Aufschwung verliehen werden kann. Bundeswirtschaftsminister Habeck hat dafür nun einen Vorschlag erbracht, der teils für lange Gesichter sorgt: Ein schuldenfinanziertes Sondervermögen soll die Wirtschaft entlasten. Doch ist das der richtige Weg?

Drohende Rezession

Zum Jahresende 2023 ist die deutsche Wirtschaft geschrumpft. Das Statistische Bundesamt gab bekannt, dass das Bruttoinlandsprodukt im vierten Quartal um 0,3% im Vergleich zum Vorquartal zurückging. Auch im direkten Vergleich zum letzten Quartal 2022 ist ein Rückgang sichtbar: um 0,2 Prozent. Sofern auch im laufenden ersten Quartal 2024 die deutsche Wirtschaft zum zweiten Mal in Folge schrumpfen würde, ergäbe das laut wissenschaftlicher Definition eine Rezession.

Belastungsfaktoren der Wirtschaft

Unternehmen in fast allen Wirtschaftsbereichen klagen über die sinkende Nachfrage, so erklärte es der ifo-Konjunkturchef Timo Wollmershäuser. Auftragseingänge seien rückläufig, Stornierungswellen besonders im Bereich des Wohnungsbaus würden durchs Land schwappen, so seine Aussage.
Notenbanken haben aufgrund der Inflation sowohl in Europa als auch in Nordamerika die Leitzinsen angehoben, wodurch die Finanzierungen von Investitionen wesentlich teurer werden. Außerdem wird die Wirtschaft auch durch Sonderfaktoren wie den derzeit extrem hohen Krankenstand sowie den Streik der Deutschen Bahn und die außergewöhnliche Kälte im Januar beeinflusst.
Eine Trendwende ist bisher nicht in Sicht.

Habecks Vorschlag

Laut Koalitionsvertrag soll die Schuldenbremse eingehalten werden. Ein Sondervermögen, welches schuldenfinanziert wäre, könnte laut dem Wirtschaftsminister ein möglicher Ausweg aus der aktuellen Lage sein. Unternehmen könnten Sondervergünstigungen sowie zusätzliche Abschreibungsmöglichkeiten in Anspruch nehmen. Eine konkretes Volumen für diesen Sondertopf nannte er allerdings nicht.

Reaktionen auf den Vorschlag des Sondervermögens

Innerhalb der Koalition wurde dieser Vorschlag prompt zurückgewiesen. Der FDP-Fraktionsvize Lukas Köhler argumentierte, dass zwar die Rahmenbedingungen für den Wirtschaftswachstum in Deutschland verbessert werden müssten, er den Weg über weitere Schulden jedoch für falsch hielte.

Auch der CSU-Ladesgruppenchef Alexander Dobrindt erteilte dem Vorschlag eine klare Absage. Neue Sonderschulden, so sagte er der DPA, brauche das Land nicht, denn diese würden nur zur "Verlängerung des Ampel-Elends" führen. In seinen Augen bräuchten Unternehmen eine Ausweitung des Energieangebots, Senkungen der Unternehmenssteuern und weniger Bürokratie.

Jens Spahn richtete seine Kritik gegen die Person Habecks und dessen Politik selbst - bevor Robert Habeck der Union Gespräche anbieten würde, solle er erst einmal den Zusammenhalt innerhalb der eigenen Koalition aufbauen. Seit zwei Jahren regiere Habeck - mit dem Ergebnis der Rezession in Deutschland. Für Spahn ist deutlich: Der Standort Deutschland ist in Gefahr.

Der Abgeordnete der AfD Wolfgang Wiehle bezeichnete die Energiewende als unbezahlbar. Für ihn sei grün die politische Farbe des Abstiegs.

Unsere Fragen an Euch: Was denkt Ihr über den Vorschlag Habecks? Wäre ein schuldenfinanziertes Sondervermögen die "Rettung" für die deutsche Wirtschaft? Was für andere Optionen zur Entlastung von Unternehmen könnte es geben? Welche Gründe gibt es in Euren Augen dafür, dass Deutschland 2023 als einzige große westliche Industrienation wirtschaftlich geschrumpft ist?

Wir freuen uns auf Eure Antworten

Viele Grüße und einen guten Start ins Wochenende!
Euer gutefrage Team

Quellen:

https://www.br.de/nachrichten/deutschland-welt/habeck-will-wirtschaft-mit-sondervermoegen-ankurbeln,U33JVDu
https://www.handelsblatt.com/politik/konjunktur/deutsche-wirtschaft-2024-iwf-erwartet-nur-05-prozent-wachstum/100009708.html
https://www.tagesschau.de/wirtschaft/konjunktur/bip-deutschland-q4-100.html

Europa, Inflation, Schulden, Energie, Krankheit, Ampel, CDU, Die Grünen, FDP, konjunktur, Rezension, CSU, Koalitionsvertrag, Schuldenbremse, Streik, AfD, Bruttoinlandsprodukt, Deutsche wirtschaft, Koalition, Quartal, Energiewende, Robert Habeck, Rezession Wirtschaft, Ampelkoalition, Meinung des Tages

Meistgelesene Fragen zum Thema Energie