Umweltphysik at Universität Greifswald | Flashcards & Summaries

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Lernmaterialien für Umweltphysik an der Universität Greifswald

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TESTE DEIN WISSEN

Wärmeumwandlung

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TESTE DEIN WISSEN
  • bei jeder Energieumwandlung Teil der Energie zu Wärme → Qualitätsverlust
  • nur unvollständige Umwandlung von Wärme in andere Energieformen, deshalb:
    • Energieumwandlung effizient gestalten
    • Energie lange in hochwertigen Formen belassen, bevor Wärmeumwandlung
    • Abwärme dort nutzen, wo Wärme benötigt
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TESTE DEIN WISSEN

Primärenergie + Bsp

- Wirkungsgrad dt. Kraftwerke

- Bedarf gesamt, Mensch, weltweit und Deutschland pro Kopf, mittlerer Haushalt

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TESTE DEIN WISSEN
  • natürlich vorkommende Energieträger
  • Kohle, Gas, Öl, Wind, Sonne
  • 0,38 → 1/3 elektr. Energie, 2/3 Wärme


Gesamtbedarf: 505 EJ

Mensch: 2,2 kW

Jahresdurchschnitt:

Global: 20.000 kWh/a

Deutschland: 46.000 kWh/a

4 Personen Haushalt: 100.000 kWh/a (Energiebedarf pro Person wird umso geringer, je mehr Personen in einem Haushalt leben)

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TESTE DEIN WISSEN

Wärmeenergie

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TESTE DEIN WISSEN

kinetische und potentielle Energie, auf mikroskopisch kleine Einheiten chaotisch verteilt

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TESTE DEIN WISSEN

Endenergie + Bsp (Umwandlungsverluste)

- Bedarf Elektroenergie weltweit und Deutschland pro Kopf

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TESTE DEIN WISSEN
  • Primärenergie minus Energie, die für die Aufbereitung natürlicher Energieträger notwendig ist
  • Umwandlungsverluste bei Erzeugung von elektr. Energie aus fossilen Brennstoffen (ca. 62%)


Global: ?

Deutschland: 1800 kWh/a

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TESTE DEIN WISSEN

Nutzenergie + Bsp (Umwandlungsverluste) 

- Verteilung Energieumsatz (%) auf Wärme, Elektro und Auto

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
  • verfügbare Energie zur eigentlich beabsichtigten Nutzung
  • beinhaltet Verluste, die bei weiteren Umwandlungen zu Stande kommen
  • Umwandlungsverluste bei Lichterzeugung mit Glühlampe aus elektr. Energie (ca. 98%)


Wärme: 55%

Elektro: 10%

Auto: 35%

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TESTE DEIN WISSEN

Einteilung Energieformen + Bsp

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TESTE DEIN WISSEN

Innere Energie:

  • Kernenergie (Atombombe)
  • thermische (Vulkan)
  • chemische (Kohle)


Mechanische Energie:

  • kinetische (fahrendes Auto)
  • potentielle (Pendel)


Elektrische Energie (Blitz)


Strahlungsenergie (Sonne)

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TESTE DEIN WISSEN

Sekundärenergie + Bsp

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN
  • Primärenergie in abweichender Form, für bessere Nutzung/ Transport
  • bei Umwandlung entstehen Verluste
  • Benzin aus Erdöl, Strom aus Kohle
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TESTE DEIN WISSEN

Wärmemenge

Lösung anzeigen
TESTE DEIN WISSEN

Anteil der zu- oder abgeführten Energie, der eine Änderung der Inneren Energie eines Systems bewirkt (aber nicht Arbeit)

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TESTE DEIN WISSEN

Innere Energie

- Definition

- Formel

- Anteile

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TESTE DEIN WISSEN

Energiegehalt einer Materiemenge, der über kinetische und potentielle Energie des Schwerpunktes hinausgeht

dU = dQ + dW = m*c*ΔT + dW


Kernphysikalisch: 

  • Bindungsenergie der Kernbestandteile, die bei Fusion leichter oder Spaltung schwerer Nuklide teilweise freigesetzt werden

Physikalisch (thermisch):

  • ungeordnete mikroskopische Bewegung der Moleküle
  • Translation-, Rotations- u. Schwingungsenergie

Chemisch:

  • Bindungsenergie
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TESTE DEIN WISSEN

Temperatur

- Definition

- Bewegungs-/Energieformen

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TESTE DEIN WISSEN
  • Maß für die mittlere kinetische Energie der Teilchen
  • makroskopische Größe, verliert bei Betrachtung auf Teilchenebene ihren Sinn


Translation: Atome und Moleküle, 3 Freiheitsgrade

Rotation: nur Moleküle, 2 o. 3 Freiheitsgrade (formabh.)

Schwingung (Vibration): 

  • nur Moleküle
  • periodische Bewegung einzelner Atome relativ zueinander
  • Schwingungsfreiheitsgrade doppelt gezählt (pot. und kin. E)
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TESTE DEIN WISSEN

Freiheitsgrade

- Formel

- Zusammenhänge

- Bewegungs-/ Translationsfreiheitsgrad

- Schwingungsfreiheitsgrad



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TESTE DEIN WISSEN

U = 1/2*f*N*k*T

  • nur bei hohen T alle Freiheitsgrade
  • je größer die Zahl der Freiheitsgrade, desto geringer T.-erhöhung, die mit Zufuhr einer best. Wärmemenge verbunden ist


Bewegungsfreiheitsgrad:

  • 3*N Freiheitsgrade (für N Atome)


Schwingungsfreiheitsgrade:

  • lineare Moleküle: 3*N-5
  • nichtlineare Moleküle: 3*N-6
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TESTE DEIN WISSEN

Verbrauch

- 1 cal = ?J

- Grundumsatz, leichte u. schwere Tätigkeit

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TESTE DEIN WISSEN

1 cal = 4,19 J


Grundumsatz: w 1500, m 1750 kcal/d 

leichte: 110-260 kcal/h

schwere: 1700-2200 kcal/h

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Beispielhafte Karteikarten für deinen Umweltphysik Kurs an der Universität Greifswald - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:

Wärmeumwandlung

A:
  • bei jeder Energieumwandlung Teil der Energie zu Wärme → Qualitätsverlust
  • nur unvollständige Umwandlung von Wärme in andere Energieformen, deshalb:
    • Energieumwandlung effizient gestalten
    • Energie lange in hochwertigen Formen belassen, bevor Wärmeumwandlung
    • Abwärme dort nutzen, wo Wärme benötigt
Q:

Primärenergie + Bsp

- Wirkungsgrad dt. Kraftwerke

- Bedarf gesamt, Mensch, weltweit und Deutschland pro Kopf, mittlerer Haushalt

A:
  • natürlich vorkommende Energieträger
  • Kohle, Gas, Öl, Wind, Sonne
  • 0,38 → 1/3 elektr. Energie, 2/3 Wärme


Gesamtbedarf: 505 EJ

Mensch: 2,2 kW

Jahresdurchschnitt:

Global: 20.000 kWh/a

Deutschland: 46.000 kWh/a

4 Personen Haushalt: 100.000 kWh/a (Energiebedarf pro Person wird umso geringer, je mehr Personen in einem Haushalt leben)

Q:

Wärmeenergie

A:

kinetische und potentielle Energie, auf mikroskopisch kleine Einheiten chaotisch verteilt

Q:

Endenergie + Bsp (Umwandlungsverluste)

- Bedarf Elektroenergie weltweit und Deutschland pro Kopf

A:
  • Primärenergie minus Energie, die für die Aufbereitung natürlicher Energieträger notwendig ist
  • Umwandlungsverluste bei Erzeugung von elektr. Energie aus fossilen Brennstoffen (ca. 62%)


Global: ?

Deutschland: 1800 kWh/a

Q:

Nutzenergie + Bsp (Umwandlungsverluste) 

- Verteilung Energieumsatz (%) auf Wärme, Elektro und Auto

A:
  • verfügbare Energie zur eigentlich beabsichtigten Nutzung
  • beinhaltet Verluste, die bei weiteren Umwandlungen zu Stande kommen
  • Umwandlungsverluste bei Lichterzeugung mit Glühlampe aus elektr. Energie (ca. 98%)


Wärme: 55%

Elektro: 10%

Auto: 35%

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Q:

Einteilung Energieformen + Bsp

A:

Innere Energie:

  • Kernenergie (Atombombe)
  • thermische (Vulkan)
  • chemische (Kohle)


Mechanische Energie:

  • kinetische (fahrendes Auto)
  • potentielle (Pendel)


Elektrische Energie (Blitz)


Strahlungsenergie (Sonne)

Q:

Sekundärenergie + Bsp

A:
  • Primärenergie in abweichender Form, für bessere Nutzung/ Transport
  • bei Umwandlung entstehen Verluste
  • Benzin aus Erdöl, Strom aus Kohle
Q:

Wärmemenge

A:

Anteil der zu- oder abgeführten Energie, der eine Änderung der Inneren Energie eines Systems bewirkt (aber nicht Arbeit)

Q:

Innere Energie

- Definition

- Formel

- Anteile

A:

Energiegehalt einer Materiemenge, der über kinetische und potentielle Energie des Schwerpunktes hinausgeht

dU = dQ + dW = m*c*ΔT + dW


Kernphysikalisch: 

  • Bindungsenergie der Kernbestandteile, die bei Fusion leichter oder Spaltung schwerer Nuklide teilweise freigesetzt werden

Physikalisch (thermisch):

  • ungeordnete mikroskopische Bewegung der Moleküle
  • Translation-, Rotations- u. Schwingungsenergie

Chemisch:

  • Bindungsenergie
Q:

Temperatur

- Definition

- Bewegungs-/Energieformen

A:
  • Maß für die mittlere kinetische Energie der Teilchen
  • makroskopische Größe, verliert bei Betrachtung auf Teilchenebene ihren Sinn


Translation: Atome und Moleküle, 3 Freiheitsgrade

Rotation: nur Moleküle, 2 o. 3 Freiheitsgrade (formabh.)

Schwingung (Vibration): 

  • nur Moleküle
  • periodische Bewegung einzelner Atome relativ zueinander
  • Schwingungsfreiheitsgrade doppelt gezählt (pot. und kin. E)
Q:

Freiheitsgrade

- Formel

- Zusammenhänge

- Bewegungs-/ Translationsfreiheitsgrad

- Schwingungsfreiheitsgrad



A:

U = 1/2*f*N*k*T

  • nur bei hohen T alle Freiheitsgrade
  • je größer die Zahl der Freiheitsgrade, desto geringer T.-erhöhung, die mit Zufuhr einer best. Wärmemenge verbunden ist


Bewegungsfreiheitsgrad:

  • 3*N Freiheitsgrade (für N Atome)


Schwingungsfreiheitsgrade:

  • lineare Moleküle: 3*N-5
  • nichtlineare Moleküle: 3*N-6
Q:

Verbrauch

- 1 cal = ?J

- Grundumsatz, leichte u. schwere Tätigkeit

A:

1 cal = 4,19 J


Grundumsatz: w 1500, m 1750 kcal/d 

leichte: 110-260 kcal/h

schwere: 1700-2200 kcal/h

Umweltphysik

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