Innere Energie 06:15 min

Hallo, in diesem Video soll die Frage geklärt werden, innere Energie, was ist das? Ihr kennt schon viele verschiedene Energieformen z.B. die potenzielle Energie die z.B.  ein Flugzeug besitzt weil es die Möglichkeit hat nach unten zu fallen. Dann die kinetische Energie die z.B. ein Auto hat wenn es fährt, also die Bewegungsenergie. Dann kennt ihr auch schon die thermische Energie, das ist die Wärmeenergie eines Körpers. Und vielleicht habt ihr auch schon mal etwas von der Bindungsenergie gehört, die entsteht z.B. in Molekülen. Diese und noch ganz andere Energieformen können alle nebeneinander in einem energetisch abgeschlossenen System auftreten. Und innerhalb dieses Systems können sich die einzelnen Energieformen jeweils in andere umwandeln, z.B. kinetische in potenzielle, kinetische in thermische aber auch potenzielle in thermische Energie oder kinetische in Bindungsenergie und so weiter. Und bei all diesen Umwandlungen gilt immer der Energieerhaltungssatz. Und der besagt ja: Die Gesamtenergie in einem abgeschlossenen System bleibt immer konstant. Das heißt, es kann keinerlei Energie verloren gehen und auch keine Energie einfach aus dem Nichts kommen. Und so langsam nähern wir uns auch dem Begriff der inneren Energie. Diese ganzen Energien, wo treten sie denn eigentlich auf? Betrachten wir nun mal symbolisch diesen Koffer hier als ein energetisch abgeschlossenes System. Der Koffer kann hochgehoben werden, dann erhält er potenzielle Energie. Der Koffer kann auch eine Geschwindigkeit besitzen, dann hat er kinetische Energie. Das ist aber nicht alles, denn die Materie selbst des Koffers bindet nämlich auch noch Energie, z.B. thermische Energie oder Bindungsenergie und auch potenzielle Energie. Und diese 3 Formen der Energie, die sich in der Materie befinden, nennen wir innere Energie. Und woraus setzt sich nun die innere Energie eines Medium zusammen? Zunächst aus der Bindungsenergie, das ist der chemische Anteil der Energie. Und die Bindungsenergie ist eigentlich auch nichts anderes, als die potenzielle Energie zwischen Teilchen. Dann die thermische Energie oder auch die Wärmeenergie des Körpers. Und die ist ja bekanntlich nichts anderes als die Stärke der Bewegung der Moleküle, also auch eigentlich nur eine Form der kinetischen Energie. Ja und zur  inneren Energie gehört auch die potenzielle Energie, nämlich diejenige im Kern der Atome. Das ist dann der kernphysikalische Anteil der inneren Energie. Und diese Energie wird gelöst, bei der Kernfusion z.B. Die kinetische Energie an sich spielt bei der inneren Energie keine große Rolle. Obwohl wir ja auch gesehen haben, dass es Bewegung innerhalb des Mediums gibt. Sie wird eher für Bewegungen des gesamten Systems verwendet. In der Praxis kommt der Übergang zwischen kinetischer Energie in thermische Energie sehr häufig vor. Ich möchte dies am Bremsvorgang eines Fahrrads verdeutlichen. Das Fahrrad fährt, es hat also eine bestimmte kinetische Energie. Wenn nun die Bremsen gedrückt werden, wird am Rad des Fahrrads Reibungsarbeit verrichtet und diese wandelt dann die kinetische Energie in thermische Energie um. Konkret heißt das, dass sich die Bremsen und das Rad des Fahrrads erwärmen. Beim Bremsen ist das eine gewollte Reibung. Es gibt aber auch viel ungewollte Reibung wenn z.B. am Fahrrad etwas schleift oder beim Autofahren z.B. Dann spricht man häufig von einem größeren Energieverbrauch. Aber Energieverbrauch, Energieverlust gibt es das denn überhaupt? Nein, im physikalischen Sinne nicht. Es handelt sich dabei um umgangssprachliche Redewendungen. Wenn wir von Energieverbrauch reden, handelt es sich eigentlich um eine Umwandlung in andere Energieformen. Jedoch aus unserer Sicht weniger wertvolle. Meist ist es thermische Energie, in die sich die mechanische Energie umwandelt und die Wärme, die dann entsteht, ist für uns meist überhaupt nicht nutzbar. Kommen wir noch mal zur inneren Energie zurück. Wir haben hier ein energetisch abgeschlossenes System und die verschiedenen Energieformen können sich jeweils ineinander umwandeln. Innerhalb dieses Systems gilt der Energieerhaltungssatz.Obwohl das System eigentlich in sich abgeschlossen ist, können wir ihm Energie zuführen oder ihm Energie entnehmen. Und diese messbare Änderung des Energiebetrages passiert entweder durch Arbeit am System z.B. Reibung, wie wir es vorher beim Fahrrad gesehen haben oder durch Wärmezufuhr also Erhitzung. Aha, das ist also die innere Energie eines Mediums. Ich hoffe, ich konnte euch mit meinem Video helfen.