Glossar

Begriff suchen:

Kälte
Definition:

Der Begriff Kälte wird in der Praxis unterschiedlich verwendet:

  • Manchmal ist ein empfundener Mangel an Wärme gemeint. Beispielsweise ein ungenügend beheizter Raum.
  • In anderen Fällen wird Kälte erzeugt oder geliefert. Hier geht es meist um das Abkühlen auf eine Temperatur unterhalb der Umgebungstemperatur.

Irrtümlich wird Kälte häufig als eine Art Gegenspieler von Wärme verstanden. Man spricht z.B. davon, dass im Winter Kälte durch die Wände in das Haus eindringt. Jedoch geschieht physikalisch gesehen genau das Gegenteil, Wärme fließt aus dem warmen Haus nach außen.

Die Erzeugung von Kälte im Sinne des Wärmeentzugs von Gegenständen, die bereits kälter als die Umgebung sind, erfordert in der Regel einen Aufwand an Exergie (Antriebsenergie) zum Betrieb einer Kältemaschine. Diese enthält eine Wärmepumpe, die Wärme von einem kälteren zu einem wärmeren Reservoir “pumpen” kann, dafür wird aber Antriebsenergie benötigt. “Freiwillig” würde Wärme nur in der anderen Richtung fließen: vom wärmeren zum kälteren Körper.

 

Kältemaschine
Definition:

Eine Kältemaschine ist ein Gerät, das der Kälteerzeugung dient. An jeder Kältemaschine ist deswegen immer eine Stelle zu finden, die kälter als die Umgebungstemperatur ist. Kühlen mithilfe von Kältemaschinen im großen Maßstab ist energetisch oft nur dann sinnvoll, wenn Wärme „gratis“ zur Verfügung steht (Sonnenenergie, Abwärme). Eine Kältemaschine, welche fast jeder Haushalt sein Eigen nennt, ist der Kühlschrank.

 

Kernfusion
Definition:

Unter Kernfusion versteht man die Verschmelzung von leichten Atomkernen zu schwereren, beispielsweise von Wasserstoff zu Helium. Diesem hochgradig energiefreisetzenden Vorgang verdanken wir unsere gesamte Existenz, da Kernfusionen ständig im Inneren der Sonne stattfinden und die Funktion der Sonne als Energiezentrale des Sonnensystems ermöglichen. Anders als bei der Kernspaltung tritt bei der Kernfusion keine radioaktive Strahlung auf.

Im JET-Laboratorium in Großbritannien wurde am 9. November 1991 erstmals Energie aus kontrollierter Kernfusion gewonnen. Allerdings benötigte der Betrieb dieser Anlage mehr Energie, als der Fusionsvorgang erzeugte.

 

Kernkraftwerk
Definition:

Ein Kernkraftwerk ist eine andere Bezeichnung für ein Atomkraftwerk.

 

Kernspaltung
Definition:

Kernspaltung heißt Spaltung schwerer Atomkerne durch Beschuss mit Neutronen, wobei große Energiemengen freigesetzt werden. Bei der Kernspaltung entstehen jeweils zwei mittelgroße Kerne, die radioaktiven Spaltprodukte. Außerdem werden neue Neutronen frei, die weitere Kernspaltungen auslösen können.

1938 entdeckten Otto Hahn und sein Assistent Fritz Straßmann die Kernspaltung, für die Lise Meitner und ihr Neffe Otto Robert Frisch eine erste theoretische Erklärung lieferten.

 

Kinetische Energie
Definition:

Kinetische Energie EKin ist eine spezielle Form mechanischer Energie. Es ist die Fähigkeit eines Körpers, aufgrund seiner Bewegung mechanische Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder Licht auszusenden. Die SI-Einheit der kinetischen Energie ist das Joule.

Bewegt man einen Körper (Massenpunkt) der Masse m entgegen seiner Trägheit, muss Arbeit verrichtet werden, welche dann als Bewegungsenergie oder Kinetische Energie im Körper steckt. Die durch Beschleunigungsarbeit einem Körper erteilte Kinetische Energie hängt direkt von seiner Masse m und dem Betrag seiner Geschwindigkeit v ab und lässt nach Gleichung 1 ein wie folgt berechnen.

 Bsp.:    Apfel (m = 100g) nach 1m freien Fall    →    Ek ≈ 1 Joule
              PKW (m = 1000kg) bei 50 km/h              →    Ek ≈ 96.500 Joule

 

Klimaneutral
Definition:

Unter dem Begriff Klimaneutral werden Prozesse verstanden, welche bilanziell keine Treibhausgasemissionen verursachen. Bei einigen Verfahren der energetischen Biomassennutzung kann man von Klimaneutral reden, wenn bei der Biomassekonversion real nur soviel CO2 freigesetzt wird, wie vorher beim Biomassenwachstum der Umgebung entzogen wurde.

Auch wird dieser Begriff auf Unternehmen und dessen Aktivitäten angewendet. Die Motivation hierbei ist, dass die CO2-Emissionen, verursacht durch einzelne Geschäftsprozesse oder das gesamte Unternehmen, zunächst durch Maßnahmen der Energieeinsparung und Energieeffizienzsteigerung versucht werden zu vermindern. Anschließend werden die verbleibenden Emissionen z.B. durch CO2-Kompensationszertifikate neutralisiert.

 

Klimaschutzziele
Definition:

Die Bundesregierung hat in ihrem Energiekonzept 2050 ambitionierte Klimaschutzziele postuliert, um eine sichere, moderne und klimaschonende Energieversorgung zu realisieren, welche zum größten Teil auf Erneuerbare Energien beruht. Folgend eine kurze Zusammenfassung der Meilensteine:

  • Die Treibhausgasemissionen sollen bis 2020 um 40%, bis 2030 um 55%, bis 2040 um 70% und bis 2050 um 80-95% (jeweils gegenüber 1990) sinken.
  • Bis 2020 soll der Anteil erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch 18% erreichen und danach kontinuierlich weiter steigen auf 30% bis 2030 und auf 60% bis 2050. Ihr Anteil an der Stromerzeugung soll bis 2050 sogar 80% betragen.
  • Energieeffizienz: Der Primärenergieverbrauch soll bis 2020 um 20% und bis 2050 um 50% gegenüber 2008 sinken.
  • Wir werden die Sanierungsrate für Gebäude von 1% auf 2% verdoppeln.
  • Im Verkehrsbereich soll der Endenergieverbrauch bis 2020 um rund 10% und bis 2050 um rund 40% zurückgehen. Wir wollen 6 Millionen Elektrofahrzeuge bis 2030 auf die Straßen bringen.

Quelle: Energiekonzept der Bundesregierung, 2010

 

Kohle
Definition:

Kohle ist die zusammenfassende Bezeichnung für alle kohlenstoffreichen festen Brennstoffe, die durch (thermische) Zersetzung organischer Stoffe (Verkohlung) entstanden sind (z.B. Holz →  Kohle). Im eigentlichen Sinne bezeichnet man als Kohle die brennbaren Überreste von Pflanzen und anderen organischen Substanzen, die über das Stadium des Torfs in langen geologischen Zeiträumen durch den Vorgang der Inkohlung in braune bis schwarze Sedimentgesteine verwandelt wurden. Von Kohle spricht man, wenn die brennbare Substanz mehr als 50% ausmacht.

Eine Einteilung der Kohlearten hinsichtlich ihres Energiegehaltes und dem Anteil der flüchtigen Bestandteile erfolgt derzeit international nicht einheitlich. Die wohl bekanntesten Vertreter sind die Steinkohle und hierzulande die Braunkohle. Kohle wird allgemein als fossil biogener Primärenergieträger verstanden.

 

Kohlenstoff
Definition:

Der Kohlenstoff ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol C. Sein Name leitet sich vom lateinischen carbo für "Kohle" ab. Zu den elementaren Formen des Kohlenstoffs gehören das Graphit und der Diamant. Kohlenstoff bildet die molekulare Grundlage allen irdischen Lebens. Er ist in der Lage starke, stabile Bindungen mit sich selbst einzugehen. Es bilden sich lange, eventuell verzweigte Ketten oder Ringe, die wiederum Mehrfachbindungen enthalten können. Diese Eigenschaft führt zu einer Vielzahl von Kombinationsmöglichkeiten und ermöglicht so die fast unendliche Fülle von organischen Verbindungen.

 

Kohlenstoffdioxid
Definition:

Kohlenstoffdioxid (CO2) ist ein farbloses und geruchloses Gas. Es besitzt eine größere Dichte als Luft und ist nicht brennbar. CO2  ist in Wasser löslich und reagiert teilweise mit Wasser zu Kohlensäure. Unter hohem Druck entsteht eine farblose Flüssigkeit. Diese wird bei starker Abkühlung fest (Trockeneis).

 

Kohlenstoffmonoxid
Definition:

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.

 

Kondensationsenthalpie
Definition:

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.

 

Kraft
Definition:

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
Kraft - Wärme - Kälte - Kopplung
Definition:

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
Definition:

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.

 

Kryotechnik
Definition:

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.

 

kWh
Definition:

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).


right
zurück