Glossar

Kohlenstoffmonoxid (CO) ist ein farb-, geschmack- und geruchloses, giftiges Gas, etwas leichter als Luft und verbrennt mit bläulicher Flamme zu Kohlenstoffdioxid (CO₂). Kohlenstoffmonoxid entsteht bspw. bei der unvollständigen Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Stoffen.

Die Kondensationsenthalpie ist die Energie, die frei wird, wenn eine gegebene Menge eines Gases bei einer bestimmten Temperatur kondensiert. Ihr Betrag ist gleich dem Betrag der entsprechenden Verdampfungsenthalpie mit umgekehrtem Vorzeichen.

Eine Kraft F gibt an, wie stark zwei Körper aufeinander wirken. Sie ist also eine Wechselwirkungsgröße, die immer eine definierte Richtung aufweist. Ihre SI-Einheit ist das Newton. Ein Newton ist die Kraft, um eine Masse m von einem Kilogramm eine Beschleunigung a von 1m/s² zu erteilen. Demnach lässt sich die Kraft durch Gleichung 1 wie folgt definieren:

Es gibt vier Grundkräfte in der Physik.

1. Starke Kernkraft (auch starke Wechselwirkung genannt)
   → hält Protonen im Atomkern zusammen
2. Elektromagnetische Wechselwirkung
   → Moleküle halten aufgrund elektrischer Anziehung zusammen, ebenso Moleküle untereinander, wodurch auch komplexe Lebewesen zusammengehalten werden
3. Schwache Kernkraft (auch schwache Wechselwirkung genannt)
   → dafür verantwortlich, dass sich Teilchen in andere Teilchen umwandeln können (radioaktiver Zerfall)
   → es sind keine Systeme bekannt, die durch die schwache Kernkraft zusammengehalten werden
4. Gravitation
   → die mit Abstand schwächste Kraft der vier Grundkräfte
   → bringt Massen dazu sich gegenseitig anzuziehen (Planetenbewegung)
   → Gravitation wirkt immer anziehend, nie abstoßend

Die Kraft - Wärme - Kälte - Kopplung (KWKK) macht es möglich, die zur Verfügung stehende Wärme in Kälte umzuwandeln und zum Kühlen zu nutzen.

Kraft - Wärme - Kopplung (KWK) ist eine Möglichkeit zur Ressourcenschonung und Effizienzsteigerung. Hierbei wird nicht nur eine Energieform wie Wärme oder Strom mit maximalem Wirkungsgrad aus Energieträgern gewandelt, sondern es wird durch die gekoppelte Erzeugung von Strom und Wärme ein möglichst hoher Gesamtwirkungsgrad angestrebt.

Dieser Gesamtwirkungsgrad liegt in der Regel deutlich über dem der getrennten Erzeugung. Eine Variante der KWK-Technologien sind Blockheizkraftwerke (BHKW), in denen mit Hilfe eines Verbrennungsmotors Kraft zur Stromerzeugung und die Motor- und Abwärme zur Nutzung für Raumheizung und Warmwassererzeugung bereit gestellt werden.

Die Kryotechnik (auch Tieftemperaturtechnik) ist ein Teil der Kältetechnik und Anwendungsgebiet der Tieftemperaturphysik. Sie dient der Erzeugung tiefer Temperaturen und zur Nutzung physikalischer Effekte bei tiefen Temperaturen. In der Kryotechnik arbeitet man in Temperaturbereichen bis etwa 80 Kelvin (um -193°C).

Anwendung finden hierbei z.B. die Verflüssigung und das Trennen von Gasen.

Die Abkürzung kWh (englisch: Kilowatt hour) steht für das Einheitenzeichen Kilowattstunde. Sie ist eine Maßeinheit der Arbeit, Energie und Wärme.

1kWh = 1000Wh = 1000W · 1h = 1000W ·  3600s = 3.600.000J = 3,6MJ

Wenn davon ausgegangen wird, dass keine Energieverluste (z.B. in Form von Reibungsverlusten) auftreten, dann könnte man mit 1kWh

• 1t Masse 367m hoch heben, ziehen, pumpen oder auf eine andere Art befördern,
• 367t Masse 1m hoch heben, ziehen … ,
• 1t Masse von 0 auf 85m/s beschleunigen (=306 km/h).

Die Änderung des Aggregatzustands (z.B. Schmelzen, Erstarren) eines Materials erfolgt bei konstanter Temperatur unter Zu- bzw. Abfuhr von Energie. Die bei diesen Aggregatzustandsänderungen im Material gespeicherte oder von ihm abgegebene Wärme wird als latente, nicht fühlbare Wärme bezeichnet. Der Begriff „latent“ kommt aus dem Lateinischen und bedeutet „verborgen“.

Bsp.: Wird Eis durch Wärmezufuhr geschmolzen und Wasser geht dadurch vom festen in den flüssigen Zustand über, so bleibt dabei die Temperatur unter Normalbedingungen so lange konstant bei 0°C stehen, bis alles Eis geschmolzen ist, weil die zugeführte Wärme vollständig für die innere Strukturänderung des Wassers aufgebraucht wird.

Ein Laufwasserkraftwerk ist ein Wasserkraftwerk, welches mithilfe von Flüssen und Bächen Strom erzeugt. Da die nutzbare Fallhöhe relativ gering ist, zählen die Kraftwerke zu den Niederdruckkraftwerken. Da Laufwasserkraftwerke zur Grundlastversorgung beitragen, laufen diese rund um die Uhr. Die größten Kraftwerke dieser Art befinden sich an Rhein, Mosel, Donau, Iller, Lech, Isar und Inn und erbringen zusammen eine Leistung von circa 2,6 GWel. Dies entspricht ungefähr der Leistung von vier Kohlekraftwerken.

Leistung P ist das Verhältnis aus einer bei einem physikalischen Vorgang bewältigten Arbeit zu der benötigten Zeitspanne. Sie beschreibt somit die Fähigkeit in einer definierten Zeit t eine gewisse Arbeit W zu verrichten. Leistung lässt sich nach Gleichung 1 berechnen, ihre SI-Einheit ist das Watt.

Licht ist der kleine sichtbare Teil der elektromagnetischen Strahlung im Bereich von circa 380nm bis 780nm. Diese elektromagnetische Strahlung besteht aus schwingenden Energieeinheiten (Quanten) und wird in Wellen von einer Lichtquelle gesendet. Jede Wellenlänge wird von einem Farbeindruck bestimmt. Das Spektrum (siehe Abbildung 1) des Sonnenlichtes weist einen kontinuierlichen Übergang auf: vom kurzwelligen Violett über Blau, Grün, Orange bis zum langwelligen Rot. Außerhalb dieses Bereichs kann das menschliche Auge keine Strahlung wahrnehmen. Gamma-, Röntgen-, UV- und Infrarotstrahlen sind nicht sichtbar.

Abbildung 1: Darstellung des elektromagnetischen Spektrums des sichtbaren Lichts (Quelle: www.foto-net.de, Zugriff am 17.03.2012)

Licht verkörpert den Welle-Teilchen-Dualismus. Wann es sich wie ein Teilchen (Photoelektrischer Effekt) und einmal wie eine Welle (Young'scher Doppelspaltversuch) verhält hängt vom Experiment ab.

Licht braucht eine bestimmte Zeit vom Ort ihrer Entstehung bis zum Auge des Betrachters. Im Vakuum beträgt die Geschwindigkeit des Lichts 299.792,458 km/s. Die Lichtgeschwindigkeit ist eine Grundgröße der Physik und bis heute die höchste bekannte Geschwindigkeit. Das Licht der Sonne benötigt ziemlich genau 8 Minuten und 19 Sekunden bis zur Erde.

Die Abkürzung LNG steht für verflüssigtes Naturgas (englisch: Liquified Natural Gas), welches durch Tiefkühlung von Biomethan oder fossilem Erdgas hergestellt wird. Die Temperatur von LNG beträgt circa minus 162 Grad Celsius.

Die Abkürzung LPG (englisch: Liquified Petroleum Gas), auch Autogas genannt, bezeichnet flüssiges Propan, Butan und deren Gemische. Es handelt sich hierbei um ein Nebenprodukt, welches bei der Förderung von Erdöl bzw. Erdgas oder der Verarbeitung von Rohöl in den Raffinerien entsteht. Es findet Anwendung als Kraftstoff in Ottomotoren.

Ein Luftvorwärmer, in Fachkreisen auch Luvo genannt, ist ein Wärmeübertrager, welcher die Abwärme verschiedener Prozesse nutzt, um die für die Prozesse notwendige Luft zu erwärmen. Dadurch verringern sich die dem Prozess ab- und zuzuführenden Wärmemengen und der Wirkungsgrad erhöht sich.

Magnetismus oder magnetische Wechselwirkung sind schon seit dem Altertum bekannt, z.B. die Kraftwirkungen des als Erz vorkommenden  Magneteisensteins Fe₃O₄ auf Eisen. Der Name Magnetismus ist abgeleitet von kleinasiatischen Stadt Magnesia, wo der Überlieferung nach dieses Phänomen erstmals beobachtet wurde.

Jeder Magnet hat immer zwei Pole (magnetischer Dipol): Nordpol und Südpol. Auch unsere Erde ist ein magnetischer Dipol. Der Nordpol der Erde ist ein magnetischer Südpol und umgekehrt. Es sei aber auch darauf hingewiesen, dass das Magnetfeld der Erde im Laufe Erdgeschichte schon mehrmals zusammengebrochen ist und sich mit umgekehrter Polung neu etabliert hat. Man kann heute konstatieren, dass Nord- und Südpol alle 13.000 Jahre ihre Polarität wechseln. Die Geometrie des Feldes eines magnetischen Dipols lässt sich durch Feldlinien darstellen, siehe Abbildung 1.

Abbildung 1: Links: Feldlinienmuster mittels Eisenspänen auf Papier. Rechts: Graphische Darstellung des Erdmagnetfeldes. 

Quelle: Thiel, R.: Und es ward Licht, Rohwolt Verlag, Hamburg, 1956

Unter dem Massenstrom  (auch Durchsatz oder Fördermenge) versteht man in der Strömungslehre die Masse eines Mediums, die in einer definierten Zeiteinheit durch einen Querschnitt (in der Regel ein Rohr) bewegt wird. Er ergibt sich nach Gleichung 1 aus dem Produkt der Dichte ρ und der Geschwindigkeit u des Medium sowie der vom Medium durchströmten Fläche A. Er wird in Kilogramm pro Sekunde angegeben.

Mechanische Energie E_mech ist ein Sammelbegriff für die beiden in der Mechanik auftretenden Energieformen Lage- und Bewegungsenergie, auf die sich fast alle möglichen Energieformen zurückführen lassen. Sie ist demnach die Fähigkeit eines Körpers, aufgrund seiner Lage oder seiner Bewegung mechanische Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder Licht auszusenden. Die SI-Einheit der mechanischen Energie ist das Joule.

Mechanische Energie kann in andere Energieformen umgewandelt und von einem Körper auf andere Körper übertragen werden. Spezielle Formen mechanischer Energie sind die potenzielle Energie (Energie der Lage) und die Kinetische Energie (Energie der Bewegung).

Im energetischen Kontext umfassen Metanetze alle Energieträger und beziehen Stoffströme in die Betrachtung ein. Sie entstehen durch die virtuelle Vernetzung von Energieerzeugern, Energiespeicher, Verteilungs-/ Übertragungsnetzen, Energieverbrauchern und der Stoffstromlogistik. Dabei entstehen völlig neue Möglichkeiten: Die dynamische Optimierung komplexer Stoff- und Energieströme.

Methan (CH₄) ist ein farb- und geruchloses, ungiftiges Gas, das zu Kohlenstoffdioxid (CO₂) und Wasser verbrennt. Es ist der Hauptbestandteil des Erdgases und Biogases. Es entsteht durch natürliche oder künstliche anaerobe Zersetzung (Fäulnis) organischen Materials (Gärungsvorgänge in den Vormägen der Wiederkäuer). Methan wird darüber hinaus beim Anbau von Reis freigesetzt. Nach Kohlenstoffdioxid ist es das bedeutendste durch den Menschen freigesetzte Treibhausgas.

Methanhydrat ist eine gefrorene Verbindung aus Methan und Wassermolekülen. Letztere bilden eine Art Käfig, in dem die Gasmoleküle chemisch ungebunden eingeschlossen sind. Methanhydrat kommt nur in Bereichen hohen Drucks und niedriger Temperaturen vor. Es ist in großen Mengen in arktischen Permafrostböden und am Meeresgrund (ab ca. 400m Tiefe) auffindbar. Es wird als möglicher Ersatz bisheriger Rohstoffquellen kontrovers diskutiert.