Glossar

Das Watt W ist die Einheit der Leistung im SI-System. Ein Watt entspricht einem Joule pro Sekunde.

Ein Strom, dessen Richtung sich periodisch ändert, nennt man Wechselstrom. Er muss im zeitlichen Verlauf nicht unbedingt einer Sinusfunktion entsprechen. Allerdings ist der sinusförmige Wechselstrom technisch am weitesten verbreitet. Stromstärke und Spannung schwingen mit einer festen Frequenz. Im europäischen Leitungsnetz bedeuten die üblichen 50Hz, dass der Strom 50 mal in der Sekunde seine Richtung ändert. Für die Eisenbahn hingegen werden 16,7Hz verwendet.

Eine Windenergieanlage (oder auch Windkraftanlage) ist eine Anlage zur Wandlung der im Wind enthaltenen Energie in elektrische Energie. In Deutschland bewirkte das EEG einen enormen Zuwachs an Windenergieanlagen, weil es die in das öffentliche Netz eingespeiste elektrische Energie aus erneuerbaren Quellen hoch vergütet.

Da die Stromerzeugung von Windenergieanlagen direkt von der Windgeschwindigkeit abhängig ist, schwankt die Erzeugung und entsprechend die Einspeisung von Strom in das Stromverteilnetz. Dieses fluktuierende Einspeiseverhalten der Windenergieanlagen (ebenso PV-Anlagen) können die Netzstabilität und somit die Versorgungssicherheit negativ beeinflussen.

Als Wirkungsgrad η wird der Quotient aus einer nutzbaren abgegebenen Leistung und einer zugeführten Leistung verstanden. Der Wirkungsgrad ist damit eine „Momentaufnahme“ eines Umwandlungsprozesses zu einem gegebenen Zeitpunkt. Betrachtet man den Wirkungsgrad eines Prozesses über einen längeren Zeitraum, so erhält man den mittleren Wirkungsgrad, den sogenannten Nutzungsgrad.

Der Unterschied zwischen Wirkungsgrad und Nutzungsgrad kann beträchtlich sein. In letzterem sind beispielsweise Verluste durch Stillstand und Leerlauf oder Anfahr- und Abfahrvorgänge enthalten. Auch ungünstige Betriebszustände führen dazu, dass der Nutzungsgrad einer Anlage niedriger ist als der maximale Wirkungsgrad. Dies ist insbesondere bei dem Vergleich verschiedener Anlagen zu berücksichtigen. Vielfach geben Hersteller nur den Wirkungsgrad in einem bestimmten Betriebspunkt an. Dieser muss aber nicht unbedingt repräsentativ für das reale Betriebsverhalten des Gerätes sein.

Der Young’sche Doppelspaltversuch ist ein Experiment, welches erstmals 1802 von Thomas Young durchgeführt wurde und das die Wellennatur des Lichtes nachweist. Wird ein Doppelspalt mit kohärentem Licht (z.B. das eines Lasers) bestrahlt, so kann man in großem Abstand zum Spalt ein Interferenzmuster beobachten. Damit ist bewiesen, dass sich zwei Wellenzüge unterschiedlichen Ursprungs überlagern und in Wechselwirkung treten.

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik (2. HS) befasst sich mit der Richtung spontan ablaufender Prozesse in der Natur. Eine für Ingenieure praktische Formulierung lautet nach dem deutschen Physiker Rudolf J. E. Clausius:

„Wärme fließt nie von selbst von einem Körper tieferer Temperatur zu einem Körper höherer Temperatur.“

Clausius führte auch den Begriff der Entropie S ein, woraus sich hinsichtlich des 2. HS für geschlossene Systeme folgendes interpretieren lässt:

In einem endlichen, abgeschlossenen System nimmt die Entropie stets zu und strebt einem Maximalwert entgegen. Nur solche Prozesse, bei denen die Entropie wächst, laufen von selbst ab.

Haupterkenntnis:
Es gibt keine periodisch arbeitende Maschine, die in einem geschlossenen System nur einem Körper Wärme entzieht und in Arbeit umwandelt. (Perpetuum mobile zweiter Art)