Technologie - 1. Energieumwandlungen 4. Energie als Wirtschaftsgut
Energierohstoffe wie Steinkohle, Erdöl oder Uran werden als Träger von Primärenergie bezeichnet. Das Diagramm zeigt den Anteil verschiedener Energieträger an der Energieversorgung Deutschlands im Jahr 2010.
Die Nutzung der Primärenergie wird an den Beispielen Auto und Kernkraftwerk aufgezeigt.
Der größte Tel der Primärenergie wird zu Verlustwärme. Bitte klicken Sie auf die Lupe.
Beim Auto ist die Nutzenergie eine Bewegungsenergie; sie erreicht lediglich einen Anteil von 16 %. Die Verluste durch Abgase, Kühlwasser, Motorabstrahlung, Eigenbedarf des Autos und Reibung sind erstaunlich hoch, hier kann man noch Raum für technische Verbesserungen vermuten. Bei Kraftwerken erreicht die elektrische Nutzenergie einen Anteil von etwa 33 %. Hier sind die Verluste durch Leitungen, Kühlung, Generator, Eigenbedarf des Kraftwerks und Stromtransport kaum noch zu senken.
Neben dem Ersten Hauptsatz der Wärmelehre gibt es noch einen Zweiten Hauptsatz der Wärmelehre. Dieser schränkt ein, dass Wärme nur zum Teil in mechanische Energie umgewandelt werden kann:
Zweiter Hauptsatz der Wärmelehre
Der Zweite Hauptsatz erklärt, warum Wärmekraftmaschinen nur einen mäßigen Wirkungsgrad aufweisen
Deshalb sind Energieumwandlungen unter Beteiligung von Wärme nie umkehrbar, sie sind irreversibel.
Könnte das Wasser auch wieder aufwärts in die Kanne zurückfließen?
Ein Beispiel dafür: Kann das Wasser in einer Schüssel gegen die Schwerkraft nach oben zurück in den Krug fließen? Der Energieerhaltungssatz wird dadurch nicht verletzt. Das Wasser kühlt sich beim Aufwärtsfließen ein wenig ab und wandelt die abgegebene Wärme in mechanische Energie, es gewinnt Lageenergie. Aber es ist trotzdem eine unmögliche Energieumwandlung, denn der Zweite Hauptsatz der Wärmelehre wird bei diesem Filmtrick verletzt.
