energetische Ladung        zurück ]      [ Stichworte ]      [ Literatur ]      [ Die Hyper-Bibliothek ]      [ Systemtheorie ]         [ Meine Bücher ]

Energieladung wird in der Biologie sehr spezifisch für den Energiestatus einer Zelle verwendet. Hier geht es um anderes, ich weiche aber hier auch sehr bewusst von vielen Terminologien der Physik ab.

Mit der Redeweise "energetische Ladung" verweise ich darauf, dass ich Energie als Grösse auf etwas Messbares beziehe. Ich verwende den Ausdruck Ladung synonym zu Gehalt, wenn ich das Umladen der Ladung - etwa von einer Billiardkugel auf eine andere - mitbezeichnen will.
Ich messe die Energie von etwas, so wie ich die Länge oder das Volumen von etwas messe. Ich kann nicht Energie überhaupt messen.

Beispiel:
Benzin ist eine Flüssigkeit. Ich kann Benzin mit sehr verschiedenen Messoperationen quantifizieren. Ich kann das Gewicht oder das Volumen messen, oder eben die energetische Ladung. Ich kann die energetische Ladung von einem Liter Benzin messen, indem ich messe, wie weit ich damit mit meinem Auto fahren kann, oder standardisierter, wie viel Masse ich in einer Sekunde auf welche Geschwindigkeit beschleunigen kann. Das Resultat der Messung ist beispielsweise 32 Megajoule, wodurch die Ladung eines Liters Benzin quantifiziert wird. Wenn ich von einem Liter Benzin spreche, sage ich etwas über die Volumengrösse. Benzin kann ich im Unterschied zu Energie verbrauchen.

Die jeweilige energetische Ladung bestimme ich durch eine Messung. Ich kann operativ beschreiben, was ich beim Messen mache, daraus folgt aber nicht, dass ich in einem ontologischen Sinn weiss, was ich ich messe. Deshalb spreche ich von der Ladung des jeweiligen Ladungsträger, in diesem Fall also von Benzin. In einem empirischen Sinn ist die Messung reproduzierbar, wenn der Energieträger hinreichend reproduzierbar ist, in diesem Fall also, wenn ich gleichwertiges Benzin herstellen kann. Deshalb muss ich die Messung nicht bei jedem Liter Benzin wiederholen. Ich verallgemeinere das Resultat einer Messung. Dann kann ich hypothetisch bei jedem Liter Benzin von einer vorerst zurückgehaltene mechanische Wirkung sprechen, die sich als Bewegung einer Kraftmaschine zeigen würde, sozusagen von potentieller Energieladung, wobei die Ladung natürlich nicht potentiell ist, aber potentiell umgeladen werden kann.

Während bei der Länge (von der homonymen Verwendung für Dauer abgesehen) immer Gegenstände oder Distanzen gemeint sind, neben die ich den Urmeter legen kann, ist das, was ich als Energie messe nicht anschaulich, weil ich ein abgeleitetes Verhältnis messe. Die Grösse kann ich in verschiedenen Einheiten angeben. Dadurch verändert sich natürlich weder die Grösse noch die Ladung.

Die energetische Ladung kann nicht umgewandelt werden. Sie kann nur von einem Träger auf einen andern umgeladen werden. Ich kann die Ladung von eine bestimmten Menge Benzin auf die kinetische Ladung eines Autos umladen und wenn ich mit dem Auto gegen eine Wand fahre, lade ich den grössten Teil der Ladung in die Erde um, mit der die Wand verbunden ist. Es ist dann eine Impulsumladung, wie wenn zwei Billardkugeln zusammen stossen, wobei eine einfach viel grösser ist. Solange ich das Auto fahre, ist die Umladung kontinuierlich, ich sprechen dann von einer Prozesskopplung zwischen zwei Strömen.

Beispiel:
Das Wasser im Stausee würde einen Generator antreiben, wenn ich das entsprechende Ventil öffnen würde. Das Benzin würde mein Auto antreiben, wenn ich den Motor starten würde.
In beiden Fällen kann ich berechen, wieviel "kinetischen Energie" ich damit umladen würde, also wieviel Masse ich gegen welche Kraft bewegen würde.

Benzin kann ich wie jede flüssige Masse in einem Stausee speichern, woduch die Flüssigkeit ihre Ladung - wie Newtons Apfel am Baum - aus dem Kraftfeld der Gravitation bezieht. Gravitation dientdabei als Erklärungsprinzip für eine empirische Regelmässigkeit.

In der Physik des Karlsruher Physikkurs wird von einem zugeordneten Energiestrom gesprochen: Gemeint ist damit, dass beispielsweise ein Wasserstrom mit Energie beladen ist, und dass diese Energie als etwas eigenes mit dem Wasser mitfliesst.
Durch diese Redeweise kann man dann von fliessender Energie sprechen, womit die Grösse "Energie" verdinglicht wird.
Ich spreche etwa von einem Energie-Kreis, wenn ich nicht festlegen will, was in diesem Kreis als Energie-Träger dient. Ein typisches Beispiel ist ein Stromkreis, der eine sekundäre Funktion erfüllt.


 

Literatur

"Energie kann gespeichert, transportiert und umgeladen werden. Konsequenterweise unterscheidet man in der Systemphysik zwischen gespeicherter Energie, zugeordnetem Energiestrom und Prozessleistung. Energie kann entweder im System selber (innere Energie), zusammen mit dem Impuls oder dem Drehimpuls (Bewegungsenergie bestehend aus kinetischer und Rotationsenergie) oder als potentielle Energie in einem Feld (elektromagnetischem Feld oder Gravitationsfeld) gespeichert werden.
Die in einem Prozess freigesetzte Energie wird meist von einem zweiten aufgenommen. Wir reden dann von Prozesskopplung zwischen zwei Strömen. Energie kann also nicht umgewandelt, sondern nur von einem Strom auf den andern umgeladen werden."
http://www.pegaswiss.ch/systemphysik/energie

"Energie und Masse sind zwei Wörter für die gleiche physikalische Grösse. Diese, von Einstein entdeckte Gleichwertigkeit (Äquivalenz) steht im krassen Widerspruch zu älteren Definitionen des Begriffs Energie. Energie lässt sich heute nicht mehr umfassend und widerspruchsfrei definieren, weil die Energie mit der Relativitätstheorie ihre Eigenständigkeit verloren hat. Die Energie wird in Joule (J) gemessen. Als Formelzeichen verwenden wir W.
In der Physik der dynamischen Systeme taucht die Energie als zweite Bilanzgrösse auf, die als zugeordneter Energiestrom zusammen mit der Primärgrösse transportiert und als Prozessleistung umgesetzt wird.
Die Energie kann im System selber (innere Energie), in der Bewegung (Bewegungsenergie) und im elektromagnetischen oder Gravitationsfeld (potenzielle Energie) gespeichert werden. Die bezüglich eines Systems ausgetauschte Energie hat unterschiedliche Namen: Wärme, wenn sie zusammen mit der Entropie, Arbeit, wenn sie zusammen mit dem Impuls oder dem Drehimpuls, elektrische Energie, wenn sie zusammen mit der elektrischen Ladung und chemische Energie, wenn sie zusammen mit der Stoffmenge ausgetauscht wird."
(Quelle: http://systemdesign.ch/wiki/Energie)


 
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