Energie kann nicht erzeugt werden

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Warum es nie das Perpetuum mobile geben wird. Die Welt zeigt in einem sehr interessanten Artikel auf, was Energie eigentlich ist. Energie kann keineswegs „gewonnen“ oder „erzeugt“ werden; Energie kann physikalisch nur umgewandelt werden. Gas oder Öl werden zu Feuer, Wind wird zu Strom oder Sonne wird in Wärme umgewandelt. Ein Artikel, der aufräumt mit einigen Missverständnissen.


„Verschiedene Energieformen können ineinander umgewandelt werden, wobei die Summe der Energiemengen über die verschiedenen Energieformen vor und nach der Energieumwandlung stets die gleiche ist.“ (Quelle: Wikipedia >>)

Ein Perpetuum mobile, das Energie aus dem Nichts erzeugen kann, gibt es leider nicht. Energie geht nie verloren und wird nie erzeugt: Sie wird stets nur umgewandelt – von einer Form in eine andere.

Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten. Mit dieser Definition können sich sowohl Physiker als auch Physiologen einverstanden erklären. In der Tat sind alle Vorgänge in der belebten und unbelebten Welt Umwandlungsprozesse von Energie. Es gibt viele Erscheinungsformen von Energie: Bewegungsenergie, chemische Energie, elektrische Energie oder nukleare Energie.

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Der Begriff Perpetuum Mobile ist lateinisch und steht für „sich ständig Bewegendes“. Er bezeichnet eine Konstruktion, die sich, sobald sie in Gang gesetzt wurde, immer weiter bewegt und dabei durch freie Energie zusätzlich Arbeit verrichtet, jedoch ohne von außen zugeführte Energie. Leider zeigt uns die Physik, genauer gesagt die Thermodynamik, dass ein Perpetuum Mobile auf Basis der Grundkräfte der Physik nicht möglich ist.

Eines der heiligsten Gesetze der Physik ist die Energieerhaltung. In einem abgeschlossenen System bleibt die Summe aller Energieformen stets konstant. Energie geht nie verloren und wird nie erzeugt. Energie wird stets nur umgewandelt – von einer Form in eine andere. Ein Beispiel: Die im Erdöl steckende chemische Energie wird in einem Kraftwerk zunächst in Wärmeenergie und diese im Generator zu Bewegungsenergie schnell rotierender Bauteile, und dann in elektrische Energie umgewandelt.

Diese kann über Stromleitungen transportiert werden und etwa dazu genutzt werden, die Batterie eines Elektroautos aufzuladen. Jetzt wandelt sich die Energie wieder in eine chemische. Beim Fahren des Autos wird die in der Batterie steckende Energie in elektrische und im nächsten Schritt in Bewegungsenergie umgesetzt. Am Ende der Fahrt ist die Energie letztlich in Wärme umgewandelt worden. Die Straße und die Umgebungsluft sind vom Auto erwärmt worden.

Energie lässt sich nicht „gewinnen“

Alle diese Energieumwandlungsprozesse haben einen gewissen Wirkungsgrad. Das bedeutet, dass aus 100 Prozent einer bestimmten Energieform niemals 100 Prozent einer anderen werden können. Die Effizienz ist immer kleiner als 100 Prozent und die Differenz geht als Wärme verloren. Am Ende aller Energieumwandlungsprozesse steht immer die Wärme – so wie in dem Beispiel die chemische Energie des Öls über viele Zwischenschritte vollständig zu Wärmeenergie geworden ist.

Wenn wir umgangssprachlich von „Energiegewinnung“, etwa in einem Kraftwerk, sprechen, so ist damit streng genommen also ein Energieumwandlungsprozess gemeint. Dass man in diesem Sinne aus Öl, Kohle, Wind, Sonnenlicht oder Uran Energie „gewinnen“ kann, ist klar. Um zu beurteilen, wie sinnvoll bestimmte Formen der „Energiegewinnung“ sind, muss man stets auch betrachten, wie hoch eigentlich die jeweiligen Wirkungsgrade sind.

Aus Meerwasser mithilfe von elektrischer Energie per Elektrolyse Wasserstoff zu gewinnen, der dann mit Kohlendioxid zu Kohlenwasserstoffen und damit zu Treibstoff umgewandelt wird, kann nicht effizient sein. Wenn dies dennoch von Forschern des U.S. Naval Research Laboratorys gemacht wird, dann geht es dabei gewiss nicht um eine nachhaltige Energie- oder Treibstoffversorgung.

Energie gibt es nicht geschenkt

Doch wenn elektrische Energie im Überfluss vorhanden ist, weil es etwa auf Flugzeugträgern Kernreaktoren gibt, dann kann man sich den Luxus, auf diese Weise Treibstoffe (vielleicht für Jets auf dem Schiff) zu erzeugen, vielleicht leisten. Theoretisch denkbar ist es natürlich auch, überschüssigen Strom aus Offshore-Windkraftanlagen auf eine solche Weise zu Treibstoff zu verarbeiten.

Geschenkt bekommt man Energie jedenfalls nirgendwo. Ein Perpetuum mobile, dass Energie aus dem Nichts erzeugen kann, gehört ins Reich der Esoterik. Und noch schlimmer. Die in Wärme steckende Energie lässt sich nicht nutzen, um Arbeit zu verrichten.

Sie lässt sich nicht mehr in höherwertige Energieformen umwandeln. Es sei denn, man hat Objekte mit Temperaturunterschieden. Aus einem kalten und einem heißen Reservoir lässt sich nutzbare Energie extrahieren – solange, bis das System eine einheitliche Temperatur angenommen hat.

via: http://www.welt.de/wissenschaft/

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Comments

  1. Liebe Energie-Freunde,

    warum verlinkt Ihr diesen Artikel? Er räumt mit manchen Missverständissen auf; schafft dabei aber gleichzeitg neue. „Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten.“ Nein. Das ist Energie nicht. Siehe z.B. http://www.youtube.com/watch?v=qRMnpV5E5J8 (entschuldigt bitte, dass ich hier auf mich selbst verweise)
    Auch ansonsten ist der Artikel etwas halbherzig in seinen Erklärungen.

    Grüße
    Martin Buchholz

  2. Karl Streuer says:

    Noch ein schönes Video – ebenfalls von Herrn Buchholz: http://www.youtube.com/watch?v=xltiviF503w

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