Hinweis: Dieser Artikel ist ein Beitrag zum ScienceBlogs Blog-Schreibwettbewerb 2015. Hinweise zum Ablauf des Bewerbs und wie ihr dabei Abstimmen könnt findet ihr hier. Informationen über die Autoren der Wettbewerbsbeiträge findet ihr jeweils am Ende der Artikel.
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Was ist Energie? Wie tritt Energie in Erscheinung? Wie können wir Energie erschaffen? Wie sieht die Zukunft der Energie auf?
Die Energie selbst hat sich mit einigen Antworten an die Menschheit gewandt:
Werte Menschen,
Ihr kennt mich alle – oder glaubt vielmehr mich zu kennen: Ich bin die Energie. Keine eurer Naturwissenschaften kommt heute ohne mich aus, ich beschäftige ganze Parlamente, und die Spirituellen unter euch haben oft eine ganz eigene Vorstellung von mir. Wer ich bin, erscheint da geradezu simpel und selbstverständlich. Aber kennt ihr mich wirklich so gut?
Wenn man nämlich darum bittet, mich vorzustellen, zu erklären was Energie ist, rauchen nicht selten die Köpfe. So kommt selbst der bekannte Physiker Harald Lesch bei dem Versuch mich zu präsentieren gehörig ins Straucheln. Das gibt er sogar selbst zu.
Was ist Energie?
Ihr könnt mich also nicht erklären? Das mag daran liegen, dass ihr mich erfunden habt. Und das häufig gar nicht mehr wisst. Ihr habt mir einen altgriechischen Namen gegeben: “en” steht für “innen”, und “ergon” für “Wirken”. Ich bin also “inneres Wirken”, so etwas wie in einem Gegenstand gespeicherte Arbeit.
Und Gespeichertes kann stets woanders hin weitergegeben werden. Das gilt auch für mich. Sobald ich weitergegeben werde, tut sich etwas in der Welt: Ich setze etwas in Bewegung, bewirke eine wahrnehmbare Veränderung.
Eine geladene Batterie zum Beispiel ist ein fester, schwerer und eigentlich ziemlich langweiliger Gegenstand. Wenn man sie aber in einen Stromkreis einfügt, kann Licht entstehen, ein Elektromotor dreht sich, oder Kathis Tastatur sendet Wörter und Sätze an ihren Computer und lässt Blogartikel entstehen.
Und dann kommt ihr ins Rechnen. Wieviel Veränderung kann ein Ding bewirken, das….das…was eigentlich enthält? Mich, habt ihr euch gedacht, die Energie. Ich habe in jedem Ding einen Betrag, welcher dem entspricht, was es bewirken kann. Und das, obwohl ich keinerlei Platz wegnehme!
Das heisst, ich bin bloss eine Zahl, eine abstrakte physikalische Rechengrösse, die ihr jedem Ding in eurer Welt zuordnen könnt (Darüber sind Harald Lesch und verschiedene Info-Portale zur Energie (z.B. https://www.energie.ch) sich übrigens einig).
Wie wird Energie übertragen?
Bei den Dingen bin ich allerdings ziemlich unbeliebt. Alles strebt danach mich schnellstmöglich los zu werden. Dabei muss ich aber stets irgendwo hin, sodass der einzige Weg mich los zu werden darin besteht, mich woanders hin abzugeben.
Manchmal wird mein Betrag, der einem Ding zugeordnet ist, dabei einfach kleiner, und jener meines Ziels grösser. Sehr oft jedoch ändere ich dabei auch meine “Gestalt”, und damit die Art und Weise, in welcher ihr mich in euren Rechnungen erfasst. In jedem Fall bewirke ich dabei eine Veränderung der Dinge, die mich enthalten: Eine Kugel, die eine Anhöhe hinab rollt, wird beschleunigt, Atome werden zu neuen Molekülen umgebaut, und vieles mehr.
Zum Glück gibt es in der Natur weitere Regeln, die bei diesen Veränderungen befolgt werden müssen: Grössen wie Impuls, Drehimpuls, aber auch die Anzahl Elementarteilchen bestimmter Sorten müssen stets erhalten bleiben. So ist es nicht immer ganz einfach mich los zu werden, und ich kann unter den richtigen Umständen in den Dingen gespeichert verbleiben.
Wenn ich dann schliesslich doch gehe, unterscheidet ihr gern zwei verschiedene Wege, auf welchen ich den Abgang machen kann:
Arbeit
Wenn ich zuvor unbemerkt in einem Ding gespeichert war, ist die Veränderung, die ich bei dieser Art Abgang bewirke, in irgendeiner Weise gerichtet. Die Pulverexplosion im Gewehrlauf verlasse ich (besser: ein Teil von mir) als kinetische Energie der Kugel in Richtung Mündung, und aus Molekülen werden in einer chemischen Reaktion bestimmte andere Moleküle mit weniger Energie. Weil ihr euch diesen Weg gerne zu Nutze macht, indem ihr meine Umwandlung nach euren Vorstellungen lenkt, nennt ihr mein gerichtetes Wirken gerne “Arbeit”. Und wenn man sich Arbeit macht, kommt (meistens) irgendetwas sinnvolles, geordnetes dabei heraus.
Wärme
Eine besondere Gestalt meiner selbst ist die Wärme, oder thermische Energie. Jegliche Materie hat Wärme, denn Wärme ist die ungeordnete Bewegung all jener winzigen Teilchen, aus denen die Materie besteht. Und da jegliche Materie Wärme hat, kann auch jegliche Materie sie abgeben, wenn ihre Umgebung weniger Wärme hat. Dabei kann ein Ding seine Wärme auf zwei Arten loswerden:
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