Energie

Wissenschaft Physik
1

Hallo zusammen,

habe mich in heute mal mit Energie auseinander gesetzt und damit was Energie genau ist.
So wie wirs in der Schule gelernt haben mit potenzieller, kinetischer, thermischer etc Energie versteh ich es als ein rein theoretischen Begriff, sprich es dient als Mittel um unter den verschiedenen Formen rechnen zu können, aber es ist nichts „reales“ nichts „tatsächliches“, eben etwas Abstraktes.
Allerdings heißt es eben auch e=mc², sprich die Energie ist äquivalent zur Masse.
Ja gut, was sagt mir das jetzt genau, muss ich nun davon ausgehen, dass Masse mit hoher thermischer Energie effektiv mehr wiegt oder dass masse mit hoher potenzieller Energie mehr wiegt?
Bei der Frage zur potenziellen Energie stellt sich mir zudem die Frage wie das funktionieren soll, die potenzielle Energie ist eindeutig ne relative Größe (ob aus 2 Metern auf ein Tisch bezogen oder den Boden unter dem Tisch), sprich die Gesamtmasse wäre in dem Fall absolut relativ.

Dann gibt es noch das Photon oder Strahlung im Allgemeinen, welche/s Energie aber keine Masse übermittelt. Zunächst viel es schwer mir vorzustellen, dass etwas ohne Masse durch den Raum geht, konnte es mir allerdings dann durch eine wellenartige Krümmung im Raum erklären, wie ich mir auch Gravitation und Elektromagnetismus vorstelle.
Desweiteren heißt es ja, dass durch Energie masse entstehen kann, dass irgendwie für einen Bruchteil eines Moments Masse entsteht und sich sofort wieder auflöst. Man könne es zwar nicht direkt nachweisen, aber bestimmte Experimente sagen aus, dass es so sein muss.
Das letztere ist jetzt sehr wage geschrieben, ich weiß nicht mehr genau wo ich es gelesen hab und in welchem Kontext, ich hoffe jetzt einfach, dass der Leser weiß was ich meine :smiley:

Ich hoffe es kann mir jemand helfen bei meinem Bestreben Energie zu verstehen.

mfg
Der Sohn

2

Hallo!

Ich würde gar nicht versuchen, es zu „verstehen“. Das können wir gar nicht. Letztenendes führen uns solche Bestrebungen in philosophische Ausflüge, welche mit Naturwissenschaft nur noch am Berührpunkt etwas zu tun haben.
Nimm es doch so hin, daß wir das „Wesen“ der Energie zwar nicht kennen, aber daß es sich herausgestellt hat, daß es eine Größe ist, mit der man in der Wissenschaft gut rechnen kann.

Gruß
Peter

3

Hallo!

So wie wirs in der Schule gelernt haben mit potenzieller,
kinetischer, thermischer etc Energie versteh ich es als ein
rein theoretischen Begriff, sprich es dient als Mittel um
unter den verschiedenen Formen rechnen zu können, aber es ist
nichts „reales“ nichts „tatsächliches“, eben etwas Abstraktes.

Zumindest ist es nichts „körperliches“, was man anfassen kann. Es braucht also keinen Platz.

Allerdings heißt es eben auch e=mc², sprich die Energie ist
äquivalent zur Masse.
Ja gut, was sagt mir das jetzt genau, muss ich nun davon
ausgehen, dass Masse mit hoher thermischer Energie effektiv
mehr wiegt

Ja.

oder dass masse mit hoher potenzieller Energie mehr
wiegt?

Die Masse allein besitzt die potenzielle Energie nicht. Die entsteht ja nur durch die Wechselwirkung von der Erde mit der Masse. Wenn man beide zusammen nimmt (Erde + Probemasse), dann „wiegt“ dieses Gesamtsystem tasächlich mehr, wenn sich die Probemasse in größerer Höhe über dem Erdmittelpunkt befindet. („wiegen“ steht in Anführungsstrichen, weil man so etwas freilich auf keine Waage legen kann).

Bei der Frage zur potenziellen Energie stellt sich mir zudem
die Frage wie das funktionieren soll, die potenzielle Energie
ist eindeutig ne relative Größe (ob aus 2 Metern auf ein Tisch
bezogen oder den Boden unter dem Tisch), sprich die
Gesamtmasse wäre in dem Fall absolut relativ.

Wie bereits erwähnt, macht es nur dann einen Sinn von der „Gesamtmasse“ zu sprechen, wenn man die Erde mit betrachtet. Und dann ist der Abstand von beiden Körpern entscheidend, der sich durchaus objektiv bestimmen lässt.

Dass man das Nullniveau bei der Berechnung von potenzieller Energie frei wählen darf, liegt daran, dass W = mgh linear von der Höhe abhängt. Und die ganze Wahrheit ist, dass W = mgh auch nur eine Näherung für den Fall ist, dass h sehr klein gegenüber dem Erdradius ist. Für die Bewegung des Mondes kannst Du diese Formel zum Beispiel komplett vergessen.

Dann gibt es noch das Photon oder Strahlung im Allgemeinen,
welche/s Energie aber keine Masse übermittelt.

Das stimmt nicht. Das Photon transportiert durchaus Masse. Es ist lediglich keine Materie.

Desweiteren heißt es ja, dass durch Energie masse entstehen
kann, …

Masse und Energie sind nach Einstein einander äquivalent. Stell Dir einen innen verspiegelten Kasten vor, in dem sich eine Menge sehr energetischer Photonen befindet. Manchmal werden zwei von ihnen ein Paar aus Elektron und Positron erzeugen (d. h. die Strahlungsenergie wird in Materie umgewandelt). Manchmal werden sich ein Elektron und ein Positron treffen und sich gegenseitig vernichten, wobei zwei Photonen entstehen.

Diesen Kasten stellst Du - ohne hineinzuschauen - auf ein Waage. Du wirst feststellen, dass die angezeigte Masse vollkommen konstant ist. Materie und Strahlung können ineinander umgewandelt werden wie zwei Energieformen ineinander umgewandelt werden können.

… dass irgendwie für einen Bruchteil eines Moments Masse
entsteht und sich sofort wieder auflöst. Man könne es zwar
nicht direkt nachweisen, aber bestimmte Experimente sagen aus,
dass es so sein muss.

Sagen wir besser: Die Ergebnisse mancher Experimente lassen sich nur erklären, wenn man davon ausgeht, dass es so ist. (Experimente sagen von sich aus nichts aus).

Jedenfalls ist es richtig, was Du sagst. Das verlangt die Quantenmechanik, genauer die Unbestimmtheitsrelation von Heisenberg.

Ich hoffe es kann mir jemand helfen bei meinem Bestreben
Energie zu verstehen.

Ich hoffe, dass ich dazu beitragen konnte.

Michael

4

Hallo!

Nimm es doch so hin, daß wir das „Wesen“ der Energie zwar
nicht kennen, aber daß es sich herausgestellt hat, daß es eine
Größe ist, mit der man in der Wissenschaft gut rechnen kann.

Das gleiche gilt auch für Größen, die wir seit unserer frühesten Kindheit sehr gut zu kennen glauben, wie „Raum“ und „Zeit“. Auch das sind nur Modellvorstellungen. Im Alltag macht sich unser Gehirn ein intuitives Modell, und das gaukelt uns vor, wir hätten das verstanden. Die physikalischen Modelle basieren natürlich auf unseren intuitiven Vorstellungen, stellen das ganze nur auf eine formalere Ebene. Das Wesen von Raum und Zeit verstehen wir daruch aber nicht besser, ja nichtmal wissen wir, ob das nur wilde, abgeleitete Größen sind, deren Beibehaltung uns bei der Entwicklung umfassenderer Modelle von der Welt nur im Wege stehen. Die Einsicht, dass Zeit eine relative und keine absolute Größe ist, war womöglich ein Schritt in eine solche Richtung.

VG
Jochen

Gruß
Peter

5

Hallo Jochen!

Das gleiche gilt auch für Größen, die wir seit unserer
frühesten Kindheit sehr gut zu kennen glauben, wie „Raum“ und
„Zeit“.

Das sehe ich genauso. Wir haben halt in unserer Vorstellungswelt nur Modelle für „Realitäten“ entwickelt, wie sie für unser Fortkommen von Bedeutung waren. Anderes haben wir keine Sinne und Modelle für.
Der Evolution unseres Geistes war es halt egal, ob die Lichtgeschwindigkeit eine oberste absolute Grenze hat oder nicht.

Grüße
Peter

6

Hallo Junior Pontifex,

habe mich in heute mal mit Energie auseinander gesetzt und
damit was Energie genau ist.

Hast du zwischenzeitlich eine Lösung gefunden?

In der Vatikanischen Bibliothek sollte auch ein Exemplar des Buches von Herrn P.W.Atkins: „Physikalische Chemie“ 2. Aufl. VCH Verlag auszuleihen sein, da es nicht auf dem Index steht.
Dort wird Energie definierte als die Fähigkeit eines Systems, Arbeit zu verrichten.
Wenn du etwa zu einem Schweizer Gardisten sagst: „Heute besitze ich viel Energie“, so ist das nur eine umgangssprachliche Vereinfachung für die exakte Ausdrucksweise: „Heute habe ich viel Fähigkeit Arbeit zu verrichten“.

Jochen wies bereits auf den Begriff ‚Raum‘ hin. Mit ihm ist es ähnlich. Wenn du z.B. zu deinem Vater sagst: „Heute war ich in einem Raum neben der Sixtinischen Kapelle“, so müßtest du eigentlich genau genommen sagen: „Heute war ich in einem sich nach Länge, Breite und Höhe ausdehnenden Gebiet neben der Sixtinischen Kapelle“.

Gelobt sei Jesus Christus

watergolf

7

Hallo Michael!

Die Masse allein besitzt die potenzielle Energie nicht.

Stimme zu. Also wiegt die Masse des Probekörpers in großer Höhe nicht mehr. Und und die Masse der Erde wiegt auch nicht mehr.

Wenn man beide zusammen nimmt (Erde + Probemasse), dann
„wiegt“ dieses Gesamtsystem tasächlich mehr, wenn sich die
Probemasse in größerer Höhe über dem Erdmittelpunkt befindet.

Stimme zu. Aber: Wenn der Probekörper nicht mehr wiegt und die Erde auch nicht, was bleibt dann, das mehr wiegt?

Grüße

Andreas

8

Stimme zu. Aber: Wenn der Probekörper nicht mehr wiegt und die
Erde auch nicht, was bleibt dann, das mehr wiegt?

Das Gravitationfeld. Auch elektrische und magnetische Felder haben ja Masse.

9

Immer wieder schön zum Zuhören:

http://www.br-online.de/br-alpha/alpha-centauri/alph…

Gute Nacht

10

Hallo!

Das Gravitationfeld.

Wenn man alle Körper im Universum (Sterne usw.) als Probekörper im Gravitationsfeld der Erde ansieht, dann ist die Summe der Potentiellen Energie, und damit die Masse des Gravitationsfeldes, aber verdammt hoch, oder? Kann das sein?

Und kann man bei einem Gravitationsfeld überhaupt von Masse und Gewicht sprechen? Und von Trägheit und Schwere?

Grüße

Andreas