Lösung zu Fragen zur Energie

Die Energie übernimmt in der Physik der dynamischen Systeme die Rolle einer gebietübergreifenden Bilanzgrösse (Energie kann transportiert und gespeichert werden). Weil der umfassende Energiebegriff weder definiert noch aus theoretischen Überlegungen abgeleitet werden kann, sollte man solches schon gar nicht probieren.
In einem Prozess durchfliesst eine mengenartige Grösse (Masse, Volumen, elektrische Ladung, Impuls, Drehimpuls, Entropie oder Stoffmenge) eine zugehörige Potenzialdifferenz (Gravitationspotenzial, Druck, elektrisches Potenzial, Geschwindigkeit, Winkelgeschwindigkeit, Temperatur, chemisches Potenzial). Die zugehörige Prozessleistung ist dann Potenzialdifferenz mal Stärke des durchfliessenden Mengenstromes.
Einem Mengenstrom kann bezüglich einer Referenzfläche ein Energiestrom zugeordnet werden. Die Stärke dieses zugeordneten Energiestromes ist gleich Potenzial auf der Referenzfläche mal Stromstärke der Menge. Im Gegensatz zur Prozessleistung hängt der Stärke zugeordnete Energiestrom von der Wahl des Potenzialnullpunktes ab. Den Begriff des zugeordneten Energiestromes braucht man unter anderem, um die Energieänderung eines Speichers zu rechnen.
Etwas salopp formuliert ist Arbeit die bezüglich eines Systems mechanisch ausgetauscht Energie. Arbeit ist demnach eine Austauschform der Energie bezüglich eines vorher umschriebenen und abgegrenzten Systems. Was bedeutet nun aber mechanisch (ist mechanisch eine Eigenschaft der Energie)? Das Attribut mechanisch weist darauf hin, dass diese Energie zusammen mit dem Impuls oder dem Drehimpuls ausgetauscht worden ist. Arbeit kann streng genommen nur über den Begriffen Kraft und Drehmoment definiert werden. Deshalb sollte man soweit wie möglich und zweckmässig nur von Arbeit einer Kraft oder Arbeit eines Drehmomentes reden. Die Leistung einer Kraft und die Leistung eines Drehmomentes entsprechen dann den zugeordneten Energieströmen (eine Kraft ist eine bezüglich des Systems gemessene Stärke des Impulsstromes, ein Drehmoment ein bezüglich des Systems gemessene Stärke des Drehimpulsstromes).
In der Physik ist Wärme die bezüglich eines Systems thermisch ausgetauschte Energie. Wärme ist demnach eine Austauschform der Energie bezüglich eines vorher umschriebenen und abgegrenzten Systems. Was bedeutet nun aber thermisch (ist thermisch eine Eigenschaft der Energie)? Das Attribut thermisch weist darauf hin, dass diese Energie zusammen mit dem Entropie ausgetauscht worden ist. Weil die in der Physik gebräuchliche Definition unseren Alltagsvorstellung von Wärme nicht entspricht, geistert viel Unsinn herum. Streng genommen müsste man Wörter wie Wärmespeicher, Wärmekapazität oder Wärmeerzeugung verbieten.
Arbeit, Wärme, elektrische und chemische Energie sind Austauschformen der Energie. Folglich kann keine dieser Grössen gespeichert werden.
Die in einem System gespeicherte Energie darf nicht in Formen eingeteilt werden. Die gespeicherte Energie heisst schlicht und einfach innere Energie des Systems. Bei den in der Mechanik eingeführten Energieformen handelt es sich streng genommen nicht um im System gespeicherte Energie. Die Bewegungsenergie eines Körpers, die in eine [[kinetische Energie und eine Rotationsenergie unterteilt werden kann, bezieht sich immer auf (materielles) Bezugssystem. Die kinetische Energie wird freigesetzt, wenn der Körper auf die gleiche Geschwindigkeit wie das Bezugssystem gebracht wird. Die kinetische Energie wird beim Abbremsen vom zwischen Körper und Bezugssystem fliessenden Impulsstrom freigesetzt. Die Rotationsenergie wird freigesetzt, wenn der Körper auf die gleiche Winkelgeschwindigkeit wie das Bezugssystem gebracht wird. Die Rotationsenergie wird beim Abbremsen vom zwischen Körper und Bezugssystem fliessenden Drehimpulsstrom freigesetzt. Die potenzielle Energie steckt eigentlich im Gravitationsfeld (bzw. im elektromagnetischen Feld. Sie wird nur dem Körper zugeschrieben, weil man der Gewichtskraft (bzw. der elektromagnetischen Kraft) üblicherweise keine Arbeit zuschreibt.
Albert Einstein hat 1905 folgendes geschrieben:

Aufgabe