Potentielle oder kinetische Energie - das ist hier die Frage

karin kapito · Newbie Anmeldungsdatum: 03.08.2012 Beiträge: 8 Wohnort: Hamburg

Energie wird physikalisch gesehen fein säuberlich eingeteilt in die Kategorien potentielle und kinetische Energie. Gespeicherte Energie besitzt bekanntlich die Fähigkeit Arbeit zu verrichten. Darum auch der „Spruch“: Arbeit ist gespeicherte Energie. Elektrische Energie ist bekanntlich auch Energie und somit in der Lage Arbeit zu verrichten – gleichgültig ob sie in einem Akku gespeichert ist oder aus einer Steckdose entnommen wird. Nun zu meiner Frage:

Welcher Kategorie ist elektrischer Strom zuzuordnen? Potentiell oder kinetisch, das ist hier meine Frage. Oder muss man eine vollgeladene Autobatterie erst von einem Tisch stoßen, um zu beweisen, um welche Energieform es sich hier handelt.

Ich konnte bisher weder in Physikbüchern, noch im Internet hinweise auf eine klare Zuordnung finden.

Da Energie laut Energieerhaltungssatz nur von einer Energieform in eine Andere umgewandelt werden kann, muss diese Frage doch klipp und klar geklärt werden.

Also, potentiell oder kinetisch? Kann diese Frage nicht einwandfrei geklärt werden, ist davon auszugehen, dass elektrischer Strom in Wirklichkeit gar keine Energie ist. Dann hätten aber all jene Recht, die behaupten, dass eine digitale Wanduhr gar keine Arbeit im physikalischen Sinne verrichtet.

Kompetente Antworten wären ganz nett

misukin · Full Member Anmeldungsdatum: 28.01.2007 Beiträge: 159

Du sagst ja selbst, dass sich eine Energieform je in eine andere umformen kann, wieso soll dann elektrische Energie der kinetischen bzw potentiellen zugeordnet werden? Das macht keinen Sinn.

Vielleicht solltest du erst einmal herausfinden was potentiell und kinetisch überhaupt bedeutet.
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Ich hasse Mathe...! =)

karin kapito · Verfasst am: 04 Aug 2012 - 00:27:14 Titel:

Natürlich weiß ich was mit Begriffen wie potentiell oder kinetisch gemeint ist. Letztendlich macht es aber auch keinen Sinn, wenn gespeicherte Energie in Arbeit umgewandelt, quasi verbraucht wird, z.B. in einer digitale Wanduhr (Flüssigkristall) und mir erklärt wird, die Uhr verrichte gar keine Arbeit, obwohl sie Energie verbraucht.
Ebenso ein Transrapid am Bahnsteig. Er steht still (keine Bewegung erkennbar), wird aber durch Elektromagnete in der Schwebe gehalten, wird hier nun Arbeit verrichtet oder nicht?

In diesem Zusammenhang ist es schon wichtig, ob elektrische Energie als potentiell eingestuft wird oder nicht. Arbeit soll doch gespeicherte Energie sein. Warum werden so viele Prozesse, bei denen gezielt Energie verbrauchen, im gegenzug nicht als Arbeit anerkannt.

ichbinsisyphos · Senior Member Anmeldungsdatum: 31.05.2007 Beiträge: 1641

Nun, Strom ist keine Energie, genausowenig wit Frequenz oder Geschwindigkeit eine Energie sind.

Spannung ist aber einer Energie artverwandter, das ist eine Potentialdifferenz, Energie(differenz) pro Ladung, und zwar potentielle Energie pro Ladung. Das ist ganz analog zur potentiellen Energie im Gravitationsfeld einer Masse die potentielle Energie im elektrischen Feld einer Ladung.

Und nochmal zurück, Strom ist keine Energie, aber er besteht aus sich bewegenden Elektronen, die natürlich kinetische Energie besitzen und beim Stromfluss nach Anlegen einer Spannung passiert auch sowas, das potentielle in kinetische Energie der Elektronen umgeformt wird.

karin kapito · Verfasst am: 04 Aug 2012 - 08:02:27 Titel:

Vielen Dank ichbinsisyphos, endlich kommen wir der Sache näher.

Artverwandte Energien gibt es nicht. Energie ist Energie. Aber Deine Antwort enthält in gewisser Weise eine Lösung, nach der ich suche. Die Potentialdifferenz verursacht ja die Spannung, wir brauchen sie also nicht erst anlegen.

Wenn sich die unterschiedlichen Potentiale ausgleichen, beispielsweise über eine Kupferspule, dann erhalten wir ein magnetisches Kraftfeld, gewissermaßen als Auswirkung der sich bewegenden Elektronen. Das wiederum ist zeitlich begrenzt, und zwar solange, bis der Potentialunterschied ausgeglichen ist. Ein permanentmagnetisches Kraftfeld kann demnach nicht durch bewegte oder kreisende Elektronen verursacht werden, weil sie kinetische und somit Masseenergie besitzen – das sagst Du ja selber. Die Wärmeentwicklung (Reibung/Widerstand) in einer Erregerspule ist ein Indiz dafür. Somit kommen bewegte Elektronen nicht als Erklärung für permanentmagnetische Kraftfelder in betracht, denn diese sind unendlich. Massen wiederum, und das gilt auch für Elektronen, können somit nicht als Ursache für permanentmagnetische Kraftfelder in betracht kommen. Auch Elektronenmassen können nicht unendlich in Bewegung bleiben, selbst wenn sie nur kreisen. Na ja, ich werde schon noch dahinter kommen. Da Spannung an sich kein Magnetfeld produzieren kann ist es schon fast unmöglich, die Energie zu erklären, die für Permanentmagnetfelder so unendlich lange (T∞) als Ursache dient.

Es ist aber schade, dass mir keiner plausibel erklären kann, warum die Arbeit einer digitalen Wanduhr oder die eines elektromagnetisch schwebenden Transrapid, trotz nachweislichem Energieverbrauch sowie nachweislicher Kraftwirkungen, keine Arbeit im physikalischen Sinne sein soll und dass nur, weil der Formelfaktor „s“ (W = F*s) nicht gegeben ist. Arbeit ist Arbeit, ob mit oder ohne „s“.

jh8979 · Full Member Anmeldungsdatum: 04.07.2012 Beiträge: 354

Oh je.. hier geht ja mal wieder vieles (Halb)Wissen durcheinander:

1.) zum Permanentmagneten:
Dauermagneten sind magnetisch weil sich auf atomarer Ebene sogenanngte Weiss-Bezirke bilden in denen das magnetische Moment der Atome gleich ausgreichtet ist. Das sollte man sich allerdings in der Tat nicht als kreisende Elektronen vorstellen.
2.) Neben mechanischer verrichteter Arbiet "F*s" gibt es auch andere Formen in die die Energie sich veraendern kann, z.B. die elektrische Leistung (Energie/Zeit) die in einem Ohm'schen Widerstand verloren geht. Deswegen 'verbraucht' z.B. der Transrapid auch Energie wenn er "nur" schwebt. Waeren dessen Leitungen aus perfektem Supraleitern (=kein Widerstand), dann wuerde er in der Tat keine Energie verbrauchen zum Schweben.

Hoffe das hilt ein wenig...

Frankx · Senior Member Anmeldungsdatum: 02.08.2010 Beiträge: 518

Die Einteilung in potentielle und kinetische Energie macht imho nur in der Mechanik Sinn. Andere Energieformen in der Physik (z.B. elektrische Energie) lassen sich nicht unbedingt in dieses Schema pressen.

MfG. Frank

karin kapito · Verfasst am: 04 Aug 2012 - 22:07:21 Titel:

Hallo jh8979,

dein Sachverstand in Punkto Magnetismus überzeugt mich. Aber findest Du nicht auch, dass die Sache einen Haken hat. Mit den Weissschen-Bezirken wird die magnetische Kraftwirkung erklärt, nicht aber, welche Primärenergie zum Einsatz kommt, um diese Kraftfelder unendlich lange aufrecht zu erhalten. Beispiel: Ein Elektromagnet wird mit einem Akku verbunden und über einen Potentiometer so angepasst, dass seine magnetische Flussdichte mit der eines Permanentmagneten übereinstimmt.

Die Fakten des Elektromagneten: Spannung 12V, Stromverbrauch 1 Ah, Akkukapazität 30 Ah.

Der Permanentmagnet hingegen benötigt für ein identisches Kraftfeld überhaupt keine Energiezufuhr. Beim Permanentmagneten liegt der Zeithorizont des Kraftfeldes bei T∞, beim Elektromagneten hingegen ist die verursachende Primärenergie nach maximal 30 Stunden (rein theoretisch) verbraucht und das Kraftfeld existiert nicht mehr. Es lässt sich leicht errechnen, welche Energieäquivalenz der Permanentmagnet via nachweisbarem Kraftfeld über einen Zeitraum von, sagen wir 10 Jahren, zu Verfügung stellt. Die Weissschen-Bezirke sagen nichts über die Energie-Quelle aus, die diesen Kraftfeldern zugrunde liegt. Sollte der Elektromagnet ebenfalls über 10 Jahre hinaus mit dem Permanentmagneten mithalten können, also sein Kraftfeld aufrechterhalten, so müsste der Akku tausende Male nachgeladen werden.

Nun komm mir aber nicht mit dem Spruch, die Energie wäre zuvor in dem Permanentmagneten gespeichert worden. Denn der Vorgang des Aufmagnetisierens dauert zwischen 20 Mikro bis maximal 20 Millisekunden, bei einer Leistung von 100 W/s bis maximal 100 kWh/s – diese Werte sind authentisch, ich habe mich bei einem Magnetproduzenten erkundigt.

Hast Du eine Erklärung für die Herkunft der Energie, die für einen gigantischen Zeitraum von T∞ zur Verfügung stehen muss, um letztendlich dieses Kraftfeld so lange aufrecht zu erhalten und im Prinzip auch dermaßen lange Arbeit verrichten zu können?

Bin gespannt, ob Du oder sonst jemand eine plausible Begründung parat hat.

Vielen Dank schon mal an diejenigen, die sich bisher die Mühe gemacht haben mir zu antworten und für die, die noch kommen. Bin sehr gespannt, wer jetzt richtig antwortet.

K. K.

jh8979 · Full Member Anmeldungsdatum: 04.07.2012 Beiträge: 354

ichbinsisyphos · Senior Member Anmeldungsdatum: 31.05.2007 Beiträge: 1641

Wieso dieser plötzliche Themenwechsel zum Magnetismus?
Permanentmagnetismus heißt Ferromagnetismus. Der kommt nicht durch kreisende Elektronen zustande sondern durch die Austauschwechselwirkung, die die Spins aneinander ausrichtet und so bindet. Man verläßt da aber den Bereich der anschaulichen Physik.

karin kapito · Verfasst am: 05 Aug 2012 - 12:16:31 Titel:

Sorry, aber der plötzliche Themenwechsel kommt daher, weil ich mich schon seit über 20 Jahren mit der Widerlegung des Energieerhaltungsatzes befasse. Je länger und intensiver ich mich mit diesem „angeblichen“ Naturgesetz beschäftige, desto mehr unerklärliche Widersprüche bzw. Differenzen werden erkennbar.
Beim Energieerhaltungssatz handelt es sich schon fast um ein unantastbares wissenschaftliches Glaubensbekenntnis. Die Physik ist aber keine Religion, sondern eine exakte, geradlinige Wissenschaft, in der Fakten, Zahlen und Beweise zählen, nicht aber der Glaube an irgendwas. Der Energieerhaltungssatz wird uns von klein auf an regelrecht ins Gehirn gehämmert – ähnlich einer Gehirnwäsche. Zum Schluss glauben alle das Gleiche. Wer diesen Glauben hinterfragt, wird von den anderen Gläubigen wieder auf den „rechten Weg“ der Tugend gebracht.

Eure bisherigen Antworten sind soweit ganz gut, aber letztendlich ein wenig unbefriedigend.
Wenn jh8979 beispielsweise schreibt: Um ein permanentmagnetische Feld aufrecht zu erhalten, wird gar keine Energie gebraucht, dann gilt es zu berücksichtigen, dass wir hier von einem Kraftfeld reden. Permanentmagnetische Kraftfelder kommen auch in Elektromotoren zum Einsatz. Für Kraft ist aber Energie erforderlich. Ohne Energie keine Kraft, das ist physikalisches Gesetz. Die Tatsache, dass es sich um ein statisches Magnetfeld handelt, lässt aber nicht den Rückschluss zu, dass diese statische Kraft keine Energie erfordert. Möglicherweise handelt es sich um eine Energieform die wir (noch) gar nicht kennen. Fakt ist, dass permanentmagnetische Kräfte - derzeit noch in Verbindung mit Elektromagnetischen - genutzt werden, um Arbeit zu Verrichten. Wie erklären wir den Energieerhaltungssatz aber, wenn es gelingt die elektromagnetischen Kräfte eines Elektromotors gegen permanentmagnetische auszutauschen (Es ist nur eine Frage der Technik). Dann stehen die Gläubigen wieder „auf der Matte“, und sagen, das glaube ich nicht.

Ich vermute, es ist sinnvoller, ein neues Thema mit dem Titel „Energieerhaltungssatz – das Für und Wider“ zu eröffnen. Hier können alle Interessierten das Für und Wider des Energieerhaltungsatzes beleuchten und hinterfragen. Es gibt zu viele offene Fragen, die der Klärung bedürfen, lasst es uns mal versuchen.

K. K.

jh8979 · Full Member Anmeldungsdatum: 04.07.2012 Beiträge: 354

Hausmann · Senior Member Anmeldungsdatum: 22.08.2009 Beiträge: 2706

karin kapito · Verfasst am: 05 Aug 2012 - 16:10:02 Titel:

http://www.youtube.com/watch?v=mI3227d5Css&feature=related

bitte schön, na denn, schönen Sonntag

Frankx · Senior Member Anmeldungsdatum: 02.08.2010 Beiträge: 518

karin kapito · Verfasst am: 06 Aug 2012 - 12:39:45 Titel:

Hallo Frank,

du „Witzbold“, wenn Deine Hantel im Regal liegt, verbraucht das Regal natürlich keine Energie. Es besitzt aber dennoch Energie. Diese wird in eine andere Energieform umgewandelt, wenn Du es z.B. verbrennst. Es entsteht dann jede Menge Wärmeenergie… bla, bla, bla – und so weiter, Du kannst Dir sicherlich denken, worauf ich hinaus will. P. S. bitte nicht ausprobieren.

Übrigens, wenn Du Deine Hantel am ausgestreckten Arm in der Luft hältst, verrichtest Du, physikalisch gesehen, keine Arbeit, obwohl Du jede Menge Energie verbrauchst. Letztendlich verrichtest Du Arbeit, aber sie wird nicht als Arbeit definiert. Das ist ungefähr so, als würdest Du einen Eiswürfel verschlucken, dann trinkst Du ja auch kein Wasser, obwohl Du letztendlich Wasser zu Dir nimmst. In der Physik gibt es „Denkfehler“, die wir als selbstverständlich hinnehmen, weil sie uns bei oberflächlicher Betrachtung nicht auffallen.

Wenn Du kein Physiker bist, dann wirst Du wohl auch nicht erfassen, dass ein Motor, der ohne Energiezufuhr (rein permanentmagnetisch – ohne externe Energiezufuhr) läuft, und als Prototyp nachweislich schon über 15 Tage (pausenlos) um die 800 Watt/h, buchstäblich aus dem Nichts erzeugt hat, sich mit dem Energieerhaltungssatz nicht vereinbaren lässt.

Aber ich denke dieses Forum ist der falsche Platz, um solche Fragen zu erörtern.

Gruß
K. K.

Frankx · Senior Member Anmeldungsdatum: 02.08.2010 Beiträge: 518