Was ist das Prinzip der Energieerhaltung?

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5 Antworten

Energieerhaltung bedeutet, dass es keine Vorgänge gibt, die Energie erzeugen oder vernichten, nur solche, die Energie von einer in eine andere Formen umwandeln oder verteilen. Daher ist es auch unmöglich, ein Perpetuum Mobile erster Art zu bauen, da dies auf einer Erzeugung von Energie aus den Nichts beruhen würde.

Dabei ist das Verteilen letztlich unvermeidlich, da der Zustand einer verteilten Energie eine ungleich höhere Entropie hat als eine weniger verteilte.

Diese ist ein logarithmisches Maß für die Anzahl der Möglichkeiten, einen Zustand zu realisieren, und damit auch für dessen Wahrscheinlichkeit. Sie nimmt daher in geschlossenen Systemen immer zu. Daher ist es unmöglich, ein Perpetuum Mobile zweiter Art zu bauen, denn dies würde auf einer spontanen Konzentration von Energie beruhen.

Wenn in einem System makroskopische Bewegungen abnehmen und das System dafür wärmer wird, ist dies eigentlich eine Verteilung und nicht in dem Sinne eine Umwandlung von Energie, denn kinetische Energie bleibt es.

Eine Schwingung ist freilich eine ständige Umwandlung zwischen kinetischer und potentieller Energie.

Die Freisetzung von Energie aus Masse ist auch keine Erzeugung, sondern ebenfalls eine Umwandlung von Energie, nämlich Ruheenergie (die größtenteils potentielle Energie ist) in kinetische.

Der Energieerhaltungssatz lässt sich nach dem Theorem von Emmy Noether auch aus der Prämisse herleiten, dass Naturgesetze zeitinvariant sind.

Das ist letztlich ein Erfahrungssatz, den man nicht näher begründen kann. Allerdings ist bis heute keine einzige Ausnahme davon beobachtet worden.

Der Energieerhaltungssatz oder auch 1. Hauptsatz der Thermodynamik sagt aus, dass Energie weder erzeugt noch vernichtet werden kann. In einem geschlossenen System, dem also weder Energie zugeführt noch entnommen wird, bleibt die Summe aller vorhandenen Energien immer gleich und ändert sich niemals.

Was allerdings möglich ist, dass eine vorliegende Energieform in eine andere Energieform umgewandelt werden kann, wodurch sich die Summe der Energien aber wie gesagt nicht ändert.

Im Grunde: kinetische Energie(t1) + potenzielle Energie (t1) (+ innere Energie (t1) ) = Summe von Ekin, Epot, Einnere (t2)

SlowPhil 03.08.2017, 23:03

Und Ruheenergie, mc².

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The4ter 04.08.2017, 01:05

mit der wird die fragende Person noch nichts zu tun haben

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SlowPhil 04.08.2017, 07:18

Das wissen wir nicht.

Übrigens lässt sich die innere Energie der kinetischen, teilweise auch der potentiellen Energie zurechnen, nur dass sie ungeordnet ist.

Außerdem trägt sie zur Ruheenergie bei.

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The4ter 04.08.2017, 15:15
@SlowPhil

Natürlich. Aber ist nicht die "Ruheenergie" einfach eine andere Betrachtungsweise der Energie, nämlich die Energie mithilfe dieses Faktors v/c umgeformt?

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Kurz und unphysikalisch gesagt: Man kann Energie weder herstellen, noch vernichten, nur umwandeln.

Dass Energie nicht verloren geht.

SlowPhil 03.08.2017, 23:03

Kommt darauf an, was man unter „verloren gehen“ versteht.

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manni94 04.08.2017, 03:43

@SlowPhil: kannst ja eine philologische Doktorarbeit über diesen Begriff achreiben ;-)

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SlowPhil 04.08.2017, 07:22

Ich hätte das weiter ausführen sollen: Energie kann einem System, sofern das nicht isoliert ist, natürlich verloren gehen. Ein schwingendes System, das gedämpft ist und in thermischem Kontakt mit seiner Umgebung steht, gibt seine Energie allmählich als Wärme an diese ab und kommt so zur Ruhe, ohne dabei wärmer zu werden.

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manni94 04.08.2017, 08:23
@SlowPhil

@SlowPhil: sieh Dich doch bitte einmal um, wo Du Dich hier befindest!

Das hier ist kein Wissenschaftsforum, sondern jetzt während der Schulferien ein Spielplatz für gelangweilte Kinder, die ihre Zeit außer mit Computerspielen damit tot schlagen, hier sinnentleerte Fragen zu stellen!

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SlowPhil 04.08.2017, 10:29

@manni

Die Frage nach dem Energieerhaltungssatz ist nicht sinnentleert, und so oder so beantworte ich Fragen stets nach bestem Wissen und Gewissen.

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manni94 04.08.2017, 11:26
@SlowPhil

@SlowPhil: das Energieerhaltungsgesetz lernt man im Physikunterricht in der Unterstufe, und Deine Beispiele haben damit nichts zu tun, sondern dienen Dir lediglich dazu, zu zeigen, was Du alles weißt, Du Schlaumeierchen ;-)

Knapp vorbei ist aber auch daneben :-)

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