Energie in der Physik        zurück ]      [ Stichworte ]      [ Die Hyper-Bibliothek ]      [ Systemtheorie ]         [ Meine Bücher ]
 
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Homonyme:bild"Energie"  -   physikalische Energie  -  verbrauchbare Energie  -  feinstoffliche Energie  -   kybernetische Energie

Terminologische gebunden (etwa in der Physik) verwende ich den Ausdruck "Energie" - wie etwa den Ausdruck "Länge" - als Bezeichnung für eine Grösse. Was ich über Energie sagen kann, kann ich also sinngemäss auch über Länge sagen. Operativ verstehe ich jede Grösse Hypostasierung einer Messung. Energie messe ich, indem ich messe, wieviel Masse ich gegen eine Kraft bewegen kann.

Physikalisch gesehen bezeichne ich als "Energie" das, was ich in Joule messe. Diese Energie ist differenztheoretisch ein die Differenz zwischen der physikalischen Grösse und der "potentielle Arbeit", deren Kinesegehalt ich durch diese Grösse ausdrücke. Physikalische Grössen sind Hypostasierung von Messoperationen. Mit dem Ausdruck "Energie" bezeichne ich also zwei unterscheidbare Sachverhalte, so wie ich mit "Meter" die Länge eines Messstabes und eine Länge bezeichne.
Man kann physikalische Grössen als Eigenschaften auffassen, Länge beispielsweise als Eigenschaft des Raumes. Energie ist so gesehen eine Eigenschaft, die man als Kinesegehalt eines Körpers auffassen kann.
Die Thermodynamik sagt (im 1. Hauptsatz), dass Energie weder erzeugt noch vernichtet kann.

Wenn ich Wasser in einem Stausee und ein Kraftwerk mit einem Wasserrad dazu habe, kann ich das Wasserrad bewegen und messen, wie lange ich das Wasserrad gegen welchen Widerstand bewegen kann.
Im selbstbezüglichen Nutzungs-Fall kann ich mit dem Wasserrad Wasser in einen Stausee hochpumpen, also messen, wieviele Liter Wasser ich wie viele Meter hochheben kann. Von allen praktischen Komplikationen (wie Wirkungsgrad) abgesehen, messe ich dabei wieviel Kilogramm Wasser ich wieviele Meter hochheben kann. Und formeller in Joule ausgedrückt vergleiche ich die zu messende Energie mit der Energie, die ich brauche um eine Masse mit der Kraft von 1 Newton 1 Meter zubewegen.

Wichtig ist dabei, dass ich physikalisch keine Vorstellung und kein Bild von "Energie" habe (und brauche) - eben weil ich eine Grösse bezeichne. Systemtheoretisch begreife ich die Energie etwas anders.

Das Wasser in einem Stausee quantifiziere ich durch die Grösse "Volumen", wenn ich die gemessene Anzahl Liter meine, oder durch die Grösse "Temperatur", wenn ich die Anzahl Grade Celsius meine, oder durch die Grösse Masse, wenn ich die Anzahl Kilogramm meine. Durch die Grösse "Energie" quantifiziere ich das Wasser in einem Stausee, wenn ich die abruf- und messbare Anzahl Joule meine, die "im See enthalten" sind.
Die "Joules" sind "im" Wasser, aber keine Eigenschaft von Wasser. Wenn ich denselben Stausee mit Wein fülle, sind die Joules "im" Wein. Ich kann den See mit irgendeiner - für das verwendete Kraftwerk - hinreichend flüssigen Flüssigkeit füllen, aber ich kann ihn natürlich nicht mit abstrakter oder mathematischer Flüssigkeit füllen.

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Schliesslich kann ich mich fragen, warum das Wasser abwärts fliesst, wenn ich weiss, dass es für das Aufwärtsfliessen eine (Kraft)-Maschine braucht. In der allgemeinen Formulierung der konventionellen Physik gibt es kein abwärts und aufwärts, sondern in bezug auf Kraft, die Kilogramm begründet, eine Gravitationsrichtung und Gegenrichtung. Im Einzugsgebiet (Kraftfeld) einer Gravitationsquelle wirkt eine Kraft auf den Körper und beschleunigt ihn in Richtung der Kraftquelle. Hinreichend abstrakt gesprochen fliesst das Wasser nicht "abwärts", sondern wird durch eine Kraft bewegt.

Und in der Thermodynamik verallgemeinert spricht man von Entropie, um zu erklären, dass Wasser freiwillig abwärts, aber nicht aufwärtsfliesst.


 

https://systemdesign.ch/wiki/Energie

Energie und Masse sind zwei Wörter für die gleiche physikalische Grösse. Diese, von Einstein entdeckte Gleichwertigkeit (Äquivalenz) steht im krassen Widerspruch zu älteren Definitionen des Begriffs Energie. Energie lässt sich heute nicht mehr umfassend und widerspruchsfrei definieren, weil die Energie mit der Relativitätstheorie ihre Eigenständigkeit verloren hat.
In der Physik der dynamischen Systeme taucht die Energie als zweite Bilanzgrösse auf, die als zugeordneter Energiestrom zusammen mit der Primärgrösse transportiert und als Prozessleistung umgesetzt wird.

Die Energie kann im System selber (innere Energie), in der Bewegung (Bewegungsenergie) und im elektromagnetischen oder Gravitationsfeld (potenzielle Energie) gespeichert werden. Die bezüglich eines Systems ausgetauschte Energie hat unterschiedliche Namen: Wärme, wenn sie zusammen mit der Entropie, Arbeit, wenn sie zusammen mit dem Impuls oder dem Drehimpuls, elektrische Energie, wenn sie zusammen mit der elektrischen Ladung und chemische Energie, wenn sie zusammen mit der Stoffmenge ausgetauscht wird.


 

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