Energie in der Physik        zurück ]      [ Stichworte ]      [ Literatur ]      [ Die Hyper-Bibliothek ]      [ Systemtheorie ]     
 

Homonyme: physikalische Energie  -  verbrauchbare Energie  -  feinstoffliche Energie  -   kybernetische Energie

Physikalisch gesehen bezeichne ich als "Energie" das, was ich in Joule messe. Diese Energie ist differenztheoretisch ein die Differenz zwischen der physikalischen Grösse und der "potentielle Arbeit", deren Kinesegehalt ich durch diese Grösse ausdrücke. Physikalische Grössen sind Hypostasierung von Messoperationen. Mit dem Ausdruck "Energie" bezeichne ich also zwei unterscheidbare Sachverhalte, so wie ich mit "Meter" die Länge eines Messstabes und eine Länge bezeichne.
Man kann physikalische Grössen als Eigenschaften auffassen, Länge beispielsweise als Eigenschaft des Raumes. Energie ist so gesehen eine Eigenschaft, die man als Kinesegehalt eines Körpers auffassen kann.
Die Thermodynamik sagt (im 1. Hauptsatz), dass Energie weder erzeugt noch vernichtet kann.

Wenn ich Wasser in einem Stausee und ein Kraftwerk mit einem Wasserrad dazu habe, kann ich das Wasserrad bewegen und messen, wie lange ich das Wasserrad gegen welchen Widerstand bewegen kann.
Im selbstbezüglichen Nutzungs-Fall kann ich mit dem Wasserrad Wasser in einen Stausee hochpumpen, also messen, wieviele Liter Wasser ich wie viele Meter hochheben kann. Von allen praktischen Komplikationen (wie Wirkungsgrad) abgesehen, messe ich dabei wieviel Kilogramm Wasser ich wieviele Meter hochheben kann. Und formeller in Joule ausgedrückt vergleiche ich die zu messende Energie mit der Energie, die ich brauche um eine Masse mit der Kraft von 1 Newton 1 Meter zubewegen.

Das Wasser in einem Stausee quantifiziere ich durch die Grösse "Volumen", wenn ich die gemessene Anzahl Liter meine, oder durch die Grösse "Temperatur", wenn ich die Anzahl Grade Celsius meine, oder durch die Grösse Masse, wenn ich die Anzahl Kilogramm meine. Durch die Grösse "Energie" quantifiziere ich das Wasser in einem Stausee, wenn ich die abruf- und messbare Anzahl Joule meine, die im See enthalten sind.
Die "Joules" sind "im" Wasser, aber keine Eigenschaft von Wasser. Wenn ich denselben Stausee mit Wein fülle, sind die Joules "im" Wein. Ich kann den See mit irgendeiner - für das verwendete Kraftwerk - hinreichend flüssigen Flüssigkeit füllen, aber ich kann ihn natürlich nicht mit abstrakter oder mathematischer Flüssigkeit füllen.


 

Schliesslich kann ich mich fragen, warum das Wasser abwärts fliesst, wenn ich weiss, dass es für das aufwärts fliessen eine (Kraft)-Maschine braucht.

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In der allgemeinen Formulierung der mechanischen Physik gibt es kein abwärts und aufwärts, sondern in bezug auf Kraft, die Kilogramm begründet, eine Gravitationsrichtung und Gegenrichtung. Im Einzugsgebiet (Kraftfeld) einer Gravitationsquelle wirkt eine Kraft auf den Körper und beschleunigt ihn in Richtung der Quelle. Hinreichend abstrakt gesprochen fliesst das Wasser nicht "abwärts" sondern wird durch eine Kraft bewegt.

Energie ist in dieser Differenz bedeutungslos, weil - operativ - nur die nutzbare Energie interessiert. Ein Bach, der ins Tal fliesst, verbraucht bedeutungslose Energie. Wenn ich mit dem Bach ein Wasserrad antreibe, erzeuge ich nutzbare Energie, und nehme so Energie im Bach wahr, die jenseits dieser Beobachtung bedeutungslos ist.

Die operative Sicht auf Energie impliziert zwei energetische Aspekte. Einerseits definiere ich meine Aneignung im Sinne einer Tätigkeit (Arbeit) als Energieverbrauch und andrerseits erkenne ich in Negationen meiner Tätigkeit, Energieverbrauch. Wenn der Bach Schaden anrichtet, verändert er meine Umwelt wie wenn er ein Wasserrad antreibt, aber mit für mich negativem Nutzen. Das Negative verrechne ich mit meiner Tätigkeit in Form einer Reparatur. Die Energie, die negativen Nutzen verursacht, erscheint als alter-ego-nutzbare Energie (Jiu Jitsu).

Energie ist die Hypostasierung einer als Wirkung aufgefasste Veränderung.

In einer zweiten Differenz bezeichne ich die Differenz zwischen Energie und nutzbarer Energie. Energie kann nicht verbraucht werden, aber die Nutzbarkeit der Energie wird in dem Sinne verbraucht, als auf der operativen Seite Arbeit als irreversible Umwandlung von Energie auf ein tieferes Niveau erscheint (Entropie, Thermodynamik).


 
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