Ist Gravitationsenergie Anergie oder Exergie?

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6 Antworten

Die potentielle Energie (Gravitationsenergie) besteht wie alle mechanischen sowie die elektrische Energie aus 100% Exergie. Der Anergiegehalt ist gleich 0. Lediglich Wärme, Innere Energie sowei chemische Energie haben einen Anergiegehalt.

Das kann man sich auch dadurch plausibel machen: Epot im Gravitationsfeld lässt sich ohne jeglichen technischen Aufwand vollständig in eine andere Energieform, z.B. Ekin umwandeln. Dazu braucht man den Körper nur fallen zu lassen. 

Im übrigen gibt es auch Maschinen/Geräte, die mit Epot betrieben werden, z.B. eine Pendeluhr mit Gewichten.

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Kommentar von Hamburger02
29.03.2016, 19:14

Danke fürn Stern

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Epot = m*g*h

Arbeit ist definiert als:

W=int(F*ds)

Betrachet man den Freien Fall, so zeigt F in die gleiche Richtung wie ds->

W=F*S

S ist der zurückgelegte Weg -> S=h

->

W=m*a*h a ist die Kraft in diesem Fall g -> W=m*g*h

->

Epot =W -> Epot ist Exergie.

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Kommentar von TheStone
21.03.2016, 14:00

Streng genommen hat der Stein aber nicht nur so lange potentielle Energie, bis der freie Fall durch den Fußboden gebremst wird, sondern bis er im Erdmittelpunkt angekommen ist. Demnach ist die potentielle Energie eben nicht ausschließlich Exergie. Sobald der Stein auf dem Boden liegt, ist sie sogar ausschließlich Anergie.

Analog dazu kannst du auch ein Beispiel mit Wärmeenergie betrachten: Ein Behälter mit kochendem Wasser im 220° heißen Backofen hat keine Exergie. Sehr wohl aber der Selbe Behälter mit kochendem Wasser bei Zimmertemperatur. 

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Kommentar von Ahzmandius
21.03.2016, 17:24

Eine kleine Korrektur a ist natürlich nicht die Kraft, sondern die Beschleunigung^^

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Jede Kraft die indirekt wirkt kann man als ein Potential ansehen. Lageenergie z.B. ist im Grunde nichts anderes als eine Masse die von Gravitation angezogen wird, bzw es ist einfach nur Masse oder einfach nur Gravitation.

Erst wenn der Stein zum Rollen kommt wird das Potential abgebaut und Arbeit wird verrichtet.

Siehe auch ATP in den Muskeln und muskuläre Arbeit.

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Kommentar von Ahzmandius
21.03.2016, 14:24

Das ist hochgradig unpräzise:

1)Was soll indirekt heißen?

2)Eine Kraft kann niemals als Potential angesehen werden. Man kann höchstens sagen, eine Kraft kann als Wirkung eines Potentials angesehen werden.

Das geht, dann wenn die Rotation des Kraftvektors null ist:

rotF(r)=0 -> E V(r), sodass -nablaV(r)=F(r)

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https://de.wikipedia.org/wiki/Exergie


"Die Exergie eines Systems oder Stoffstroms Esys setzt sich aus der inneren Exergie Ein, der chemischen Exergie Echem, der kinetischen Exergie Ekin und der potenziellen Exergie Epot zusammen"

https://de.wikipedia.org/wiki/Gravitationsenergie

"Die Gravitationsenergie ist in der Astrophysik die Bezeichnung für die potentielle Energie, die bei der Kontraktion von Himmelskörpern frei wird. "

Also: Wenn Materie sich zu Himmelskörpern verdichtet, dann wird die potentielle Energie zu thermischer Energie umgewandelt, irreversibel. Die Gravitationsenergie ist also Anergie.

Bekannt in dem Zusammenhang ist auch, das die Lufttemperatur direkt von der Höhe abhängt. Auf hohen Bergen oder bei Flugzeugen ist es sehr kalt, im Erdinneren wird es immer wärmer. Lageenergie wird in thermische Energie umgewandelt, weil die Moleküle herunterfallen und dadurch schneller werden, und wenn sie wieder nach oben zurückprallen wieder langsamer werden. (Die Temperatur ist umso höher, umso schneller die Moleküle hin- und hersausen).

Eigentlich ist das also gar kein "irreversibler" Vorgang, sondern eine Gleichgewichtssituation, Energie wird ständig in beiden Richtungen umgewandelt. Theoretisch gibt es gar keine irreversiblen Vorgänge. Praktisch jedoch ist unserer Technik Grenzen gesetzt, das macht dann eben doch viele Dinge irreversibel.

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Kommentar von Ahzmandius
21.03.2016, 14:39

Irgendwie macht das keinen Sinn.

Einerseits sagst Epot ist Teil der Exergie und anderseits sagst du Gravitationsenergie wäre Anergie?

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Meiner Meinung nach weder noch.

Schon der Begriff Gravitationsenergie ist falsch. Gravitation ist eine Kraft. 

Eine Energieform wird bei Verrichtung von Arbeit umgewandelt (z.B. Bewegung in Wärme) was aber bei der Gravitation nicht der Fall ist.

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Kommentar von TheStone
21.03.2016, 14:02

Natürlich ist das der Fall. z.B. Wenn potentielle Energie in Bewegungsenergie umgewandelt wird und bei Speicherkraftwerken beispielsweise anschließend auch noch in Strom.

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Kommentar von Ahzmandius
21.03.2016, 20:14

Was soll am Begriff Gravitationsenergie falsch sein??? Man müsste halt nur wissen wie es definiert ist.

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Was du meinst ist Lageenergie. Und die Antwort ist: Kommt drauf an... ;) 

Ein Stein, der auf dem Boden liegt, hat nur Anergie. Ein Stein, den du über ein Loch hältst hat so lange Exergie, bis er unten aufgeschlagen ist...

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