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Energieerhaltung
Energie lässt sich in viele Formen umwandeln, aber niemals aus dem Nichts erzeugen. Und umgekehrt: Wenn irgendwo die Energie weniger geworden ist, dann muss diese zugleich anderswo mehr geworden sein. Der Satz von der Energieerhaltung zählt zu den wichtigsten und am besten gesicherten Erkenntnissen der Physik.
Trotzdem ist es bequem, von "Energieverbrauch" und "Energieproduktion" zu sprechen. Man meint damit immer die für uns nutzbare Energie. Diese bleibt nach erfolgter Nutzung im Normalfall nicht erhalten, sondern wird letztlich meist als Wärme an die Umgebung abgegeben, wo sie für uns nicht mehr verwendbar ist.
Vergleich
Energie ist für den Physiker "eine Zahl, die immer gleich bleibt".[1] Ich vergleiche das mit Geld, bei dem ich einige Ähnlichkeiten zur Energie erkenne:
- Geld hat an sich keine Bedeutung, sondern erhält seinen Wert nur durch die Dinge, die man damit kaufen kann.
- Geld kann (unter Privatpersonen) nur den Besitzer wechseln, aber niemals mehr oder weniger werden.
- Geld ist knapp und begehrt.
- Geld kann in verschiedenen Währungen vorliegen (entspricht den Energieformen).
- Beim Umtausch in andere Währungen werden Spesen abgezogen (entspricht Umwandlungsverlusten).
- Manche Währungen werden fast überall akzeptiert und andere sind nahezu wertlos (vgl. elektrischen Strom, mit dem man fast alles tun kann, und Wärme auf einem geringen Temperaturniveau).
Energie ist in diesem Vergleich das "Geld der Natur". Ein Stein wandert niemals von selbst auf den Berg, sondern nur, wenn ihm das wer "bezahlt" (sprich Energie zuführt).
Konsequenzen der Energieerhaltung
Jede Gewinnung von Energie wirkt der Energiequelle entgegen, d. h. die Energiequelle verliert Energie. Deswegen muss man z. B. kein Techniker sein, um zu verstehen, dass die Stromproduktion im Auto Treibstoff kostet. Man könnte sagen: "Der Motor bewegt sich sowieso und die Lichtmaschine wird halt mit angetrieben", aber das widerspräche dem Energieerhaltungssatz.
Wichtig ist die Einsicht, dass dies nicht ein technisches Problem ist, das vielleicht irgendwann in der Zukunft gelöst wird. Es ist ein fundamentales Naturgesetz, dass man Energie nicht "kostenlos" abzweigen kann. Hier kann man nicht auf den Fortschritt hoffen.
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Quellen
| [1] | Was ist Energie? in Richard P. Feynman: Vorlesungen über Physik, Band 1, München: Oldenburg, 1987 (amerik. Original 1963) |