Energieumwandlung        [ zurück ]      [ Stichworte ]      [ Die Hyper-Bibliothek ]      [ Systemtheorie ]         [ Meine Bücher ]         [ Meine Blogs ]bild
 
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Energieumwandlung gibt es nicht - aber die Redeweise schon .. "Energie" wird umgeladen.

Als Energieumwandlung bezeichne ich - umgangssprachlich - Energie ...

======Etwas "umwandeln" bedeutet, das es sich verändert: Kies in Sand, Korn in Mehl. Wenn es da gleiche bleibt, spreche ich von umladen: Kies oder Sand von einem Behälter in einen andern. Man müsste also wissen, was mit Energie bezeichnet wird. Benzin wird verbrannt. Dazu kann man sagen umgewandelt in andere Stoffe. Davor wird es umgeladen, an der Tankstelle.

Wenn ich mit meinem Auto fahren will, brauche ich Benzin. Von Energie muss ich nichts wissen und - falls es sie gäbe - ich kann sie nicht anstelle von Benzin verwenden.======

Energie gibt es in verschiedenen Energieformen, die ineinander umgewandelt werden können. Beispiele von Energieformen sind potentielle, kinetische, elektrische, chemische und Wärmeenergie (thermische Energie).

Beispiele für solche Umwandlungen von Energie sind, dass ein Mensch ein Paket hochhebt oder ein Fahrrad beschleunigt, dass eine Batterie geladen wird, ein Lebewesen Stoffwechsel betreibt oder eine Heizung Wärme abgibt. Wird eine Energie von 1 Kilowattstunde in einer Zeitspanne von 1 Stunde bezogen, dann beträgt die Leistung 1 Kilowatt. Wird dieselbe Energie in einer kürzeren Zeit bezogen, dann ist die Leistung größer; bei Bezug von 1 Kilowattstunde in ½ Stunde ist die Leistung 2 Kilowatt

=========== Bevor Kraftmaschinen hergestellt wurden, war nur der lebende Organismus in der Lage ein Energiepotential in Bewegung umzuwandeln. Y. Harari sieht in dieser Energieumwandlung eine der wesentlichen Ursache der industrielle Revolution, womit er aber natürlich eine technische Revolution im Auge hat, die mit "industriell" falsch bezeichnet ist. R.H. Barrow (Slavery in the romain Empire, 1928) meint dagegen mit etwas anderem Akzent, die Lösung des bekannten Rätsels, weshalb die industrielle Entwicklung im Altertum nicht über einen bestimmten Punkt hinauskam, bestehte nicht darin, dass man keine Maschinen zu erfinden wusste, sondern darin, dass es für Maschinen keinen Brennstoff, keine Kohle gegeben hätte. Die erste Kraftmaschine in diesem Sinn ist die Kanone, mit welcher die Energie von Schiesspulver für die Bewegung von Kugeln verwendet wurde, sie aber der Sachen nach nicht sehr produktiv. Die erste quasi positiv nutzbare Kraftmaschine war die Dampfmaschine, die anfänglich beim Abbau von Kohle verwendet wurde, die noch hauptsächlich der Wärmeproduktion diente.
============================= ohne es zu merken !!! Seit Jahrtausenden nutzten die Menschen eine Vielfalt von Energiequellen: Sie verbrannten organische Materialien wie Holz und machten Naturgewalten wie Wind- und Wasserkraft nutzbar. Die bei der Verbrennung von Holz freigesetzte Wärmeenergie wurde verwendet, um Metalle zu schmelzen, Häuser zu heizen, Kuchen zu backen und feindliche Städte niederzubrennen. Und die Bewegungsenergie von Wind und Wasser wurde mit Hilfe von Segeln und Schaufelrädern eingefangen, um Schiffe und Mühlsteine anzutreiben. Doch diese Energiequellen hatten eine entscheidende Schwäche: Nicht überall wuchsen Bäume, der Wind blies immer, wenn man ihn nicht brauchte, und um die Wasserkraft nutzen zu können, musste man an einem Fluss wohnen. Es gab aber noch ein viel größeres Problem: Niemand wusste, wie man eine Energieform in eine andere übersetzen konnte. Mit der Bewegungsenergie von Wind und Wasser ließen sich zwar Schiffe und Mühlen bewegen, aber kein Eisen schmelzen. Und umgekehrt ließen sich keine Schiffe und Mühlen bewegen, indem man Holz verfeuerte und Wärmeenergie erzeugte. Die Menschheit kannte nur eine einzige Maschine, die diese magischen Verwandlungen vornehmen konnte: den Körper. In natürlichen Stoffwechselprozessen verbrennt der Körper organische Brennstoffe namens Nahrung und übersetzt die freigesetzte Energie in Muskelbewegungen. Wir essen Brot, verbrennen die enthaltenen Kohlenhydrate und Fette und bewegen mit dieser Energie unsere Arme und Beine, um einen Karren zu ziehen. Da tierische und menschliche Körper die einzigen Maschinen waren, die Energie umwandeln konnte, stand bei fast allen Tätigkeiten die Muskelkraft im Mittelpunkt. Menschliche Muskeln bauten Karren und Häuser, die Muskeln von Ochsen pflügten Felder, die Muskeln von Pferden transportierten Güter. Die Energie, mit der diese organischen Muskelmaschinen betrieben wurden, stammte letztlich aus einer einzigen Quelle: den Pflanzen. Und diese Pflanzen wiederum erhielten ihre Energie von der Sonne. Im Prozess der Photosynthese nahmen sie Sonnenenergie auf und speicherten sie in organischen Verbindungen. Fast alles, was der Mensch tat, wurde also von Sonnenenergie betrieben, die von Pflanzen eingefangen und in Muskelkraft übersetzt wurde. Die menschliche Geschichte wurde daher lange von zwei großen Kreisläufen beherrscht: dem Wachstumskreislauf der Pflanzen und den Kreisläufen der Sonnenenergie (dem Tages- und dem Jahreszyklus). Solange die Sonnenenergie knapp und der Weizen noch nicht reif war, hatten die Menschen wenig Energie. Die Scheunen waren leer, die Steuereintreiber untätig, die Soldaten träge, und die Könige hielten Frieden. Wenn die Sonne hoch am Himmel stand und der Weizen goldgelb wurde, fiel der Startschuss. Die Bauern brachten die Ernte ein und füllten ihre Scheunen. Die Steuereintreiber eilten herbei, um ihren Anteil zu kassieren. Die Soldaten spannten die Muskeln und schärften die Schwerter. Die Könige beriefen ihre Räte ein und planten den nächsten Feldzug. Alle wurden von der Sonnenenergie befeuert – eingefangen und frei Haus geliefert von Weizen und Kartoffeln. Das Geheimnis in der Küche Jahrtausendelang hatten die Menschen tagtäglich Umgang mit der wichtigsten Erfindung in der Geschichte der Energieerzeugung, ohne es zu bemerken. Jedes Mal, wenn sie Wasser erhitzten, um sich einen Tee, eine Suppe oder Kartoffeln zu kochen, und den Topf einen Moment lang auf dem Feuer vergaßen, hörten sie in der Küche den Deckel klappern und rannten zurück. Vor ihren Augen wurde Wärmeenergie in Bewegung übersetzt, ohne dass dazu ein menschlicher oder tierischer Stoffwechsel nötig gewesen wäre. Aber das fiel niemandem auf. Die Vorstellung, dass man etwas verbrennen könnte, um etwas anderes zu bewegen, war der menschlichen Vorstellungskraft einfach zu fremd. Ein teilweiser Durchbruch bei der Übersetzung von Wärme in Bewegung war die Erfindung von Feuerwaffen. Als die Chinesen im 9. Jahrhundert das Schießpulver erfanden, verwendeten sie es zunächst zum Bau von Bomben und Minen. Es dauerte Jahrhunderte, ehe sie die in der Explosion erzeugte Hitze verwendeten, um Geschosse zu befördern – vielleicht hatte ein Bombenbastler sein Pulver in einem Mörser zerstoßen und sich gewundert, als es knallte und der Stößel davonflog. Die erste funktionstüchtige Kanone fauchte erst 600 Jahre nach der Erfindung des Schießpulvers auf den Schlachtfeldern Asiens und Europas. Doch der Gedanke, dass sich Wärme in Bewegung übersetzen lassen sollte, schien nach wie vor derart abwegig, dass nach der Geburt der Artillerie noch drei Jahrhunderte vergehen sollten, ehe jemand eine Maschine erfand, die sich ohne Muskelkraft bewegte. Diese bahnbrechende Erfindung stammte aus den britischen Kohlebergwerken. Als die Bevölkerung von England und Schottland wuchs, wurden die Wälder gerodet, um Äcker anzulegen, Häuser zu bauen und Energie für die expandierende Wirtschaft zu liefern. Als das Feuerholz knapp wurde, sahen die Briten den Ersatz in der Kohle. Viele der neuen Kohlebergwerke lagen in feuchten Regionen und das eindringende Grundwasser verhinderte einen Abbau der Kohle in tieferliegenden Flözen. Es war dringend eine Lösung gefragt. Gegen 1700 drang ein sonderbares Geräusch aus den Schächten der Bergwerke. Dieses Geräusch – ein Vorbote der Industriellen Revolution – war zunächst kaum vernehmbar, doch mit jedem Jahrzehnt wurde es lauter, bis die ganze Erde unter dem ohrenbetäubenden Lärm erzitterte. Dieses sonderbare Geräusch stammte von einer Dampfmaschine. Es gibt verschiedene Arten von Dampfmaschinen, doch das Prinzip ist immer dasselbe. Man verbrennt einen Brennstoff wie Kohle, und mit der erzeugten Hitze wird Wasser verdampft. Der Dampf dehnt sich aus und drückt auf einen Kolben. Dieser Kolben bewegt sich, und alles mit dem Kolben verbundene wird ebenfalls bewegt. Und schon haben Sie Hitze in Bewegung übersetzt! In den britischen Bergwerken des 18. Jahrhunderts wurde der Kolben mit einer Pumpe verbunden, die das Wasser aus dem Grund der Schächte beförderte. Die frühesten Maschinen waren unglaublich ineffizient, und man musste eine riesige Menge Kohle verbrennen, um kleine Mengen Wasser abzupumpen. Aber Kohle hatten die Bergwerke ja genug, also spielte es keine Rolle. In den folgenden Jahrzehnten verbesserten britische Ingenieure die Dampfmaschine immer weiter, holten sie aus den Bergwerken und benutzten sie, um Webstühle und Spinnmaschinen anzutreiben. Dank dieser Revolution der Textilindustrie ließen sich billige Stoffe in immer größeren Mengen herstellen. Innerhalb kürzester Zeit wurde Großbritannien zur Werkstatt der Welt. Doch was noch wichtiger war, als die Dampfmaschinen aus den Bergwerken geholt wurden, platzte ein Knoten: Wenn man mit der Verbrennung von Kohle Webstühle antreiben konnte, warum sollte man mit derselben Technik nicht auch andere Dinge bewegen können, zum Beispiel Fahrzeuge? Im Jahr 1825 verband ein britischer Ingenieur eine Dampfmaschine mit den Loren, die die Kohle aus dem Bergwerk transportierten. Die Maschine zog die Wägen auf mehr als 20 Kilometer langen Eisenschienen vom Bergwerk zum nächsten Hafen. Es war die erste Dampflokomotive der Geschichte. Und wenn sich mit dem Dampf Kohle transportieren ließ, warum dann nicht auch andere Güter? Oder Menschen? Am 15. September 1830 wurde zwischen Liverpool und Manchester die erste Zugverbindung eröffnet. Die Lokomotiven wurden von derselben Dampfenergie angetrieben, die zuvor Wasser aus Bergwerken gepumpt und Webstühle in Bewegung gesetzt hatte. Und nur zwanzig Jahre später hatte Großbritannien ein Schienennetz von mehreren Zehntausend Kilometer Länge.99 Spätestens ab diesem Moment waren die Menschen besessen von dem Gedanken, dass sich mit Hilfe neuer Maschinen eine Form der Energie in eine andere übersetzen ließ. Jede Form der Energie konnte jede beliebige Tätigkeit übernehmen, vorausgesetzt, man konnte die richtige Maschine dafür erfinden. Als Physiker beispielsweise erkannten, welche gewaltigen Energiemengen in einem Atom gespeichert sind, kamen sie sofort zu dem Schluss, dass sich diese Energie freisetzen und für verschiedenste Zwecke nutzen ließ, sei es um Strom zu erzeugen, Fahrzeuge anzutreiben oder Städte dem Erdboden gleichzumachen. Zwischen der Erfindung des Schießpulvers durch die chinesischen Alchemisten und der Einäscherung Konstantinopels durch die Türken vergingen sechshundert Jahre. Aber zwischen Albert Einsteins Entdeckung, dass sich Masse in Energie umwandeln lässt, und der Einäscherung Hiroschimas und Nagasakis vergingen nur vierzig Jahre. Eine weitere bahnbrechende Erfindung war der Verbrennungsmotor, der innerhalb von weniger als einer Generation das menschliche Transportwesen revolutionierte und Erdöl in flüssige politische Macht verwandelte. Petroleum war schon seit Jahrtausenden bekannt und wurde zur Imprägnierung, Beleuchtung und als Schmiermittel verwendet. Doch bis vor etwas mehr als einem Jahrhundert interessiert sich kaum jemand dafür, und der Gedanke, dass jemand Blut dafür vergießen könnte, muss den Menschen damals lächerlich erschienen sein. Kriege führte man um Land, Gold, Pfeffer oder Sklaven – aber um Petroleum? Was für ein alberner Gedanke. Noch erstaunlicher war der Aufstieg der Elektrizität. Vor zwei Jahrhunderten spielte der elektrische Strom in der Wirtschaft keine Rolle und kam bestenfalls in obskuren wissenschaftlichen Experimenten und billigen Taschenspielertricks zum Einsatz. Doch dank einer Reihe von Erfindungen verwandelte er sich in unseren allgegenwärtigen Flaschengeist. Wir schnippen mit dem Finger, und er saust bis ans Ende der Welt und erfüllt uns jeden Wunsch. Er druckt Bücher und näht Kleider, er hält unser Gemüse frisch und gefriert unsere Eiskrem, er kocht unser Essen und tötet Verbrecher, er registriert unsere Gedanken und zeichnet unser Lächeln auf, er macht die Nacht zum Tag und unterhält uns mit Fernsehshows. Kaum jemand versteht, wie er das alles fertigbringt, und noch viel weniger Menschen könnten sich heute ein Leben ohne elektrischen Strom vorstellen.
 
[ wp ] [ 2.11.26 ]