Energie und Energieformen

Energie und Energieformen in der Physik

Mit Sicherheit hast du schon mal von Energie und Energieformen gehört. Doch weißt du auch, wie genau diese Begriffe in der Physik definiert sind und wie sie sich voneinander unterscheiden? Das und noch viel mehr lernst du im folgenden Text.

Energie

In der Physik bezeichnet der Begriff Energie eine fundamentale physikalische Größe. Energie muss einem Körper zugeführt werden, um ihn zum Beispiel zu erhitzen oder um Arbeit zu leisten. In jedem Prozess, in dem sich etwas verändert, muss Energie übertragen oder umgewandelt werden. Ohne die Zufuhr oder Umwandlung von Energie würde also nichts passieren.

Energieformen und Beispiele

Es gibt verschiedene Energieformen in der Physik. Die Einheit aller Energieformen ist nach dem internationalen Einheitensystem das Joule $\text{J}$ und ihr Formelzeichen ein $E$:

$[E] = \text{J}$

Energieformen können ineinander umgewandelt oder zwischen Körpern übertragen werden. Dabei können wir zum Beispiel die potenzielle Energie und die kinetische Energie unterscheiden. Kinetische Energie bezeichnet Bewegungsenergie, also beispielsweise die Energie, die ein fahrendes Auto hat. Potenzielle Energie ist etwas schwieriger zu verstehen. Sie bezeichnet die Energie, die ein Körper aufgrund seiner Lage in einem Feld hat. Dabei kann es sich zum Beispiel um ein elektrisches Feld oder um das Gravitationsfeld handeln.

Wir können uns die potenzielle Energie und den Prozess der Energieumwandlung leicht mit einem Beispiel verdeutlichen. Wir stellen uns vor, dass wir einen Ball in unserer Hand halten. Der Ball hat in diesem Moment keine Bewegungsenergie, also gilt:

$E_{kin} = 0$

Da der Ball allerdings in eurer Hand über dem Boden „schwebt“, besitzt er potenzielle Energie. Diese potenzielle Energie kommt durch das Schwerefeld der Erde. Die potenzielle Energie des Balles hängt von der Höhe $h$, in der er sich befindet, seiner Masse $m$ und der Erdbeschleunigung $g$ ab:

$E_{pot} = m \cdot g \cdot h$

Lasst ihr den Ball los, fällt er auf den Boden. Er beschleunigt aufgrund der Erdanziehung und so wird die potenzielle Energie in kinetische Energie umgewandelt:

$E_{pot} \rightarrow E_{kin}$

Eine weitere, wichtige Energieform ist die thermische Energie. Diese Energieform ist die Energie, die Körper alleine aufgrund ihrer Temperatur haben. Je höher die Temperatur, desto höher die thermische Energie. Würde ein Objekt eine Temperatur von $\pu{0 K}$ erreichen, hätte es überhaupt keine thermische Energie.
Unser Körper muss dauerhaft auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden, damit er funktioniert. Deswegen wird auch ein Großteil der in unserer Nahrung gespeicherten Energie in thermische Energie umgewandelt. Auch die Übertragung von Energie lässt sich mit thermischer Energie leicht veranschaulichen: Wenn du im Winter die Heizung aufdrehst, wird zum Beispiel die thermische Energie der Heizung an die Raumluft übertragen.

Welche Energieformen gibt es außerdem? Weitere Energieformen findest du als Übersicht in einer Tabelle zusammengefasst:

Umwandlung zwischen Energieformen

Auch zu der Umwandlung verschiedener Energieformen findest du in folgender Tabelle einige Beispiele:

Energie und Energieformen — Zusammenfassung

In Text und Video zu diesem Thema findest du Definitionen zu den physikalischen Begriffen Energie und Energieformen. Du erfährst, welche Energieformen es gibt und lernst Beispiele dafür, wie eine Energieform in eine andere überführt werden kann. Du findest neben Video und Text wie immer auch interaktive Übungen und Arbeitsblätter zum Thema Energie und Energieformen. Viel Spaß beim Üben.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Energieformen