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Über dieses Buch

Sie lesen täglich etwas über Energieproduktion, Energiewende, erneuerbare Energien und Energieverschwendung - aber wissen Sie überhaupt, was genau das eigentlich ist - Energie? In diesem Buch erklärt Martin Buchholz gut verständlich und in lockerem Stil diesen ganz grundlegenden Begriff der Thermodynamik.

Dieses Buch ist für alle, die über vermeintlich hohe Stromrechnungen und die Probleme der Energiewende mitreden wollen. Es zeigt auf, welche Missverständnisse in unseren Köpfen existieren und warum es sich lohnt, „Energie“ als Ganzes zu begreifen. Es richtet sich an alle, die nie richtig verstanden haben, warum man Wärme und Strom zwar beide in Kilowattstunden messen kann, aber Wärme trotzdem weniger wert ist. Warum noch niemand ein Perpetuum mobile erfunden hat. Was eigentlich die Entropie mit allem zu tun hat. Und warum man „Energie sparen“ soll, obwohl es doch eine Größe ist, die laut Physikbuch nicht mehr und nicht weniger werden kann.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung

„Energie ist ein Thema, das alle interessiert.“ Dachte ich zumindest lange, weil ich von mir auf andere geschlossen habe. Fälschlicherweise. Dass diese These nicht stimmt, merke ich in Gesprächen mit Freunden, aber erstaunlicherweise auch mit Studenten, die später Ingenieure werden wollen, immer wieder. Also revidiere ich meine Aussage: „Energie ist ein Thema, das alle interessieren sollte.“Schließlich betrifft das Thema Energie unsere Lebensqualität in vielfältiger Weise: Eine gesicherte Energieversorgung sorgt – in Kombination mit vielen Haushaltsgeräten und Maschinen – dafür, dass wir so wenig selber körperlich arbeiten müssen wie keine Generation vor uns. Gleichzeitig bedroht die herkömmliche Energiebereitstellung in Kraftwerken und Automotoren unsere Gesundheit bzw. unsere Umwelt und die aktuelle Energiewende spüren wir im Portemonnaie. Damit sollte die Frage der Relevanz eigentlich geklärt sein; sind doch Wohlbefinden, Umweltschutz und Geld Themen, die fast niemanden kalt lassen.

Martin Buchholz

2. Einheiten

Die Beschäftigung mit Einheiten wirkt wenig sexy. Gleichzeitig ist die Chance, einen technischen Sachverhalt ohne die Kenntnis der verwendeten Einheiten zu verstehen, ebenso hoch, wie die Wahrscheinlichkeit eine Romanlektüre zu genießen, ohne das verwendete Alphabet zu kennen. Sofern Sie also den Unterschied zwischen kW und kWh nicht kennen bzw. deren Umrechnung in Watt, Joule und Kalorie nicht beherrschen, lohnt sich ein Blick in dieses Kapitel. Ganz nebenbei erfahren Sie, wie kalt Cola getrunken werden muss, damit man davon abnehmen kann, und was es mindestens kostet, sein Auto aufs Matterhorn zu heben.

Martin Buchholz

3. Exergie, Anergie und die hohe Kunst der Energieverschwendung

Ich habe mich früher immer gefragt, warum man eigentlich Energie sparen soll, obwohl Energie doch angeblich eine Erhaltungsgröße ist, also gar nicht mehr oder weniger werden kann. Letzteres habe ich zwar meinem Physiklehrer geglaubt, aber gleichzeitig nie so ganz verstanden, wo die Energie eines Balls eigentlich bleibt, wenn er irgendwo runtergefallen oder -gerollt ist: Er ist am Ende weiter unten und bewegt sich irgendwann auch nicht mehr. Ist die Energieerhaltung also Unsinn? Oder die Idee des Energiesparens?

Martin Buchholz

4. Entropie. Was ist das? Und vor allem … wozu braucht man es?

Im vorangegangenen Kapitel wurde behauptet, dass man Energie nur zu einem Teil nutzen kann, um Arbeit zu verrichten. Aber wie berechnet man diesen Anteil? Und was hat die merkwürdige Größe namens „Entropie“ damit zu tun, unter der Sie sich vielleicht gar nichts vorstellen können? Ausgehend von den Vorgängen in einem Kraftwerk werde ich die Bedeutung der Entropie Schritt für Schritt erklären. Dies beantwortet dann auch sowohl die Frage, wie groß der nutzbare Teil eines Wärmestroms ist, als auch die, in welche Richtung alle Prozesse inklusive Entstehen und Vergehen des Universums ablaufen.

Martin Buchholz

5. Reale Energiewandlungsprozesse und deren Grenzen

Wir erleben in unserem Alltag, wie permanent Energie umgewandelt wird: Holz verbrennt und es wird Wärme abgegeben. Strom wird zu Licht (Lampe) und Licht wird zu Strom (Photovoltaik). Der Kühlschrank stellt Kälte bereit und nimmt dabei Strom auf; im Kraftwerk hingegen wird Verbrennungswärme in Strom umgewandelt, der im Küchenmixer Arbeit verrichtet. Dieses Kapitel benennt und erklärt verschiedene Wandlungsprozesse und zeigt gleichzeitig Ihre praktischen und theoretischen Grenzen auf.

Martin Buchholz

6. Das Perpetuum mobile – Energiewandlung jenseits aller Grenzen

Wäre das nicht ein Traum: Eine Maschine, die ewig läuft und uns ohne Abgas und Stromrechnung mit Energie versorgt. Solch ein „Perpetuum mobile“ hat schon immer die Menschen fasziniert und tut es auch heute noch. Einige historische Fehlschläge und (scheinbare) Erfolge werden in diesem Kapitel vorgestellt. Wir lernen Perpetuum mobiles der ersten, zweiten und dritten Art kennen und sehen, warum sie alle entweder nicht funktionieren oder sinnlos sind. Wirklich alle? Auch die, denen man im Internet oder in gut sortierten technischen Museen bei der (ewigen) Arbeit zusehen kann?

Martin Buchholz

7. Die Energiewende

Die sogenannte Energiewende ist ein Jahrhundertprojekt für Deutschland und vielleicht auch für die Welt. Dabei kann man natürlich darüber streiten, ob das Tempo das richtige ist und ob die Kosten fair verteilt werden. Abseits von solchen politischen Fragen klärt dieses Kapitel, wo denn eigentlich die grundsätzlichen Probleme des Umstiegs von Kohle & Co. hin zu Sonne und Wind liegen und mit welchen Strategien man diesen Problemen begegnen kann.

Martin Buchholz

8. Energie „sparen“ im Alltag

Was wäre ein Buch über Energie ohne ein paar Ratschläge zum „Energiesparen“ (sofern es sowas überhaupt gibt). Neben den Vorschlägen, wie man mit ein paar weniger kWh durchs Jahr kommen kann, enthält dieses Kapitel Erklärungen dazu, warum sich bestimmte Verhaltensweisen lohnen und warum es manchmal auch gar nicht so einfach ist festzustellen, wie man sich denn nun korrekt verhalten soll.

Martin Buchholz

Backmatter

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