Energiebilanz: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 23. Februar 2007, 08:45 Uhr

Die Energiebilanz verknüpft die Energieströme bezüglich eines offenen oder geschlossenen Systems mit der Energieänderungsrate des Inhalts. Der Energieinhalt, die gespeicherte Energie, lässt sich in potentielle, Bewegungs- und innere Energie einteilen. Die Bewegungsenergie kann weiter in kinetische und Rotationsenergie und die potentielle in Gravitations- und elektrische Energie unterteilt werden

[math]\sum_i I_W{_i} = \dot W + \dot W_{kin} + \dot W_{rot}+ \dot W_G + \dot W_E[/math]

Ein geschlossenes System kann Energie zusammen mit der elektrischen Ladung, dem Impuls, dem Drehimpuls oder der Entropie austauschen. Die mittransportierte Energie heisst dann entweder elektrische, mechanische oder thermische Energie. Die beiden letztgenannten Formen nennt man auch Arbeit oder Wärme. Da ein offenes System Materie mit der Umgebung austauscht, führen die schwere Masse, die träge Masse, das Volumen und die Stoffmenge zusätzlich potentielle, kinetische, hydraulische und chemische Energie mit sich.

Seit 1905, seit Einstein die Äquivalenz von Energie und Masse gezeigt hat, darf man - streng wissenschaftlich gesehen - Masse und Energie nicht mehr getrennt bilanzieren. Was hier als eigenständige Bilanz formuliert wird, ist eigentlich nur ein relativistischer "Dreckeffekt" der Massenbilanz.

Mechanik

Die Mechanik beschreibt den Austausch von Impuls und Drehimpuls zwischen Körpern. Dabei wird nur den leitungsartigen Strömen einen Energiestrom zugeordnet. Folglich muss man die Energie, die an ein Gravitations- oder eine elekrtromagnetisches Feld abgegeben wird, dem Körper selber als potentielle Energie zuschreiben. Der dem Impulsstrom zugeordnete Energiestrom wird zur Leistung einer Kraft und der dem Drehimpuls zugeordnete Energie zur Leistung eines Drehmomentes. Integriert man diese Leistungen über die Zeit auf, erhält man die Arbeit einer Kraft bzw. die Arbeit eines Drehmomentes. Oft bezeichnet man die eigentliche Energiebilanz als Leistungsbilanz und die über die Zeit aufintegrierte Energiebilanz als Arbeits- oder Energiebilanz.

Massenpunkt

starrer Körper

geschlossene Systeme

offene Systeme

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 Ein geschlossenes System kann Energie zusammen mit der [[elektrische Ladung|elektrischen Ladung]], dem [[Impuls]], dem [[Drehimpuls]] oder der [[Entropie]] austauschen. Die mittransportierte Energie heisst dann entweder elektrische, mechanische oder thermische Energie. Die beiden letztgenannten Formen nennt man auch [[Arbeit]] oder [[Wärme]]. Da ein offenes System [[Materie]] mit der Umgebung austauscht, führen die '''schwere''' [[Masse]], die '''träge''' Masse, das [[Volumen]] und die [[Stoffmenge]] zusätzlich potentielle, kinetische, hydraulische und chemische Energie mit sich.
-Seit 1905, seit Einstein die Äquivalenz von Energie und Masse gezeigt hat, darf man -streng wissenschaftlich gesehen - Masse und Energie nicht mehr getrennt bilanzieren. Was hier als eigenständige Bilanz formuliert wird, ist eigentlich nur ein relativistischer "Dreckeffekt" der [[Massenbilanz]].
+Seit 1905, seit Einstein die Äquivalenz von Energie und Masse gezeigt hat, darf man - streng wissenschaftlich gesehen - Masse und Energie nicht mehr getrennt bilanzieren. Was hier als eigenständige Bilanz formuliert wird, ist eigentlich nur ein relativistischer "Dreckeffekt" der [[Massenbilanz]].
 ==Mechanik==
+Die Mechanik beschreibt den Austausch von [[Impuls]] und [[Drehimpuls]] zwischen Körpern. Dabei wird nur den [[leitungsartig|leitungsartigen]] Strömen einen [[zugeordneter Energiestrom|Energiestrom]] zugeordnet. Folglich muss man die Energie, die an ein [[Gravitationsfeld|Gravitations-]] oder eine [[elekrtromagnetisches Feld]] abgegeben wird, dem Körper selber als potentielle Energie zuschreiben. Der dem Impulsstrom zugeordnete Energiestrom wird zur [[Leistung]] einer [[Kraft]] und der dem Drehimpuls zugeordnete Energie zur Leistung eines [[Drehmoment|Drehmomentes]]. Integriert man diese Leistungen über die Zeit auf, erhält man die [[Arbeit]] einer Kraft bzw. die Arbeit eines Drehmomentes. Oft bezeichnet man die eigentliche Energiebilanz als Leistungsbilanz und die über die Zeit aufintegrierte Energiebilanz als Arbeits- oder Energiebilanz.
+===Massenpunkt===
+===starrer Körper===
 ==geschlossene Systeme==