9 21 Wie heiß war der Big Bang? heftiger wird die ungeordnete Bewegung. Damit kann man eine Menge Effekte erklären, zum Beispiel die Sache mit dem Teesäckchen ( A 7 ). Je wärmer das Wasser ist, desto heftiger bewegen sich die Moleküle und desto härter prallen sie auf den Teebeutel und seinen Inhalt. Durch das stärkere Geschubse werden die Inhaltsstoffe besser herausgelöst und verteilen sich auch leichter. Auch der Zucker löst sich aus diesem Grund im warmen Wasser schneller auf als in kaltem ( A 8 ). Und Wäsche wird aus diesem Grund bei 90° C sauberer als bei 30 °C. Weil die Wassermoleküle dann härter aufprallen, können sie effizienter den Schmutz ablösen (B 21.14). B 21.14 Ein T-Shirt aus Baumwolle unter dem Elektronenmikroskop vor (links) und nach dem Waschen (rechts). Man kann die Verschmutzung links deutlich sehen. Weil die Wassermoleküle bei heißem Wasser härter aufprallen, können sie den Dreck besser von den Fasern lösen. Immer, wenn eine Energieform in eine andere umgewandelt wird, entsteht zusätzliche Wärmeenergie. Diese verpufft meistens in der Umgebung und ist dann nicht mehr nutzbar. Darum ist Wärmeenergie gewissermaßen der Friedhof der Energie. Energie kann aber nicht verbraucht, sondern nur von einer in eine andere Form umgewandelt werden. Wenn man schlampig vom „Energieverbrauch“ spricht, meint man eigentlich, dass nicht mehr nutzbare Wärmeenergie entsteht. In manchen Fällen gelingt es aber, die Wärme noch zu nutzen. Davon ist in Kap. 24.2, S. 38 noch ausführlich die Rede. Ton ist plastisch und bleibt dauerhaft verformt. Deshalb ist die ganze Bewegungsenergie beim ersten Aufprall futsch. Ein elastischer Ball fluppt nach dem Aufprall aber wieder in seine ursprüngliche Form zurück. Daher wird nur ein Teil der Bewegungsenergie in Wärmeenergie umgewandelt. Sehen wir uns dazu den hüpfenden Basketball in B 21.12 genauer an. B 21.12 Beim hüpfenden Basketball sind vier Energieformen beteiligt, die in Summe genau erhalten bleiben! Bei diesem hüpfenden Ball kommen vier Energieformen vor. Die Hebeenergie (a) wandelt sich beim Fallen (b) nach und nach in Bewegungsenergie um, die beim Aufprall (c) maximal wird. Sobald der Ball den Boden berührt, wird er zusammengeknautscht und seine Geschwindigkeit auf null abgebremst. Jetzt steckt die Energie in der Verformungsenergie. In B 21.12 ist das nicht zu sehen, aber in B 21.13 bekommt du einen guten Eindruck davon. Jetzt geht’s wieder retour. Der Ball entspannt sich, hebt ab und die Bewegungsenergie wird nach und nach wieder in Hebeenergie umgewandelt (d). Aber der Ball springt nicht mehr so hoch wie vorher (e)! Warum? Beim Aufprall haben sich Boden und Ball einen Tick erwärmt. Die Hebeenergie, die bei e fehlt, steckt in der Wärmeenergie von Ball und Boden. Die Gesamtenergie ist brav konstant, wie das von der Energieerhaltung vorgeschrieben wird! Wärmeenergie bedeutet also Bewegung der Atome und Moleküle. Je stärker man etwas erwärmt und je höher die Temperatur des Objekts wird, desto Kurz zusammengefasst Wärmeenergie ist nichts anderes als die ungeordnete Bewegungsenergie der Teilchen. Je heißer, desto stärker die Bewegung und desto höher die Wärmeenergie. Bei allen Energieumwandlungen entsteht Wärmeenergie, die meistens nicht mehr genutzt werden kann. Wärmeenergie ist daher gewissermaßen der „Friedhof der Energie“ und man spricht im Alltag schlampig vom „Energieverbrauch“. B 21.13 Autsch! Wenn ein Ball seine maximale Verformung erreicht, hat sich seine Bewegungsenergie in Verformungsenergie umgewandelt. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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