1.Motivation+Begriffe Flashcards
„Energie ist die Fähigkeit eines materiellen Systems, äußere Wirkungen hervorzubringen.“ (M. Planck)
„In der Physik ist Energie als die Menge von Arbeit definiert, die ein physisches System verrichten kann.“ (Umweltbundesamt)
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Grundlegende Unterscheidung zwischen gespeicherter bzw. gebundener Energie und Prozessenergien.
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?? Ist in einem materiellen System enthalten und stellt das Reservoir für die äußeren Wirkungen dar.
Gespeicherte bzw. gebundene Energie
(Es kann sich dabei um mechanisch oder thermisch gespeicherte oder um chemisch oder physikalisch gebundene Energie handeln.)
?? werden über die Grenzen von stofflichen Systemen hinweg ausgetauscht und sind somit eigentliche Träger äußerer Wirkungen.
Prozessenergien
Es kann sich bei Prozessenergien um ??, ?? oder ?? handeln.
Arbeit
Wärme
Strahlungsenergie
Größenordnung von Energiemengen:
Wie viele W/Wh/MWh/TWh verbraucht:
1) ein mal das Smartphone laden?
2) durchschnittlicher Haushaltsverbrauch?
3) Produktion eines Kernkaftwerks?
1) 5 Wh
2) 3 MWh
3) 10 TWh
Hat das Rohöl oder die Steinkohle eine höhere Dichte?
Rohöl
Summe aller Energien bleibt immer gleich.
Wahr/Falsch?
Wahr
Energieerhaltungssatz
(1.Hauptsatz der Thermodynamik)
Energie = ??
Exergie + Anergie
Wie bezeichnet man den Teil der Energie, der sich unter gegebenen thermodynamischen Zuständen der Umwelt in jede andere Energieform umwandeln lässt?
Exergie
Der Exergieanteil nimmt bei allen Umwandlungsvorgängen zu.
Wahr/Falsch?
FALSCH
–> nimmt ab
Wie heißt der nicht in andere Energieformen umwandelbarer Teil der Energie?
Anergie
thermische Energie auf dem Temperaturniveau der Umgebung ist ein Beispiel für welchen Teil der Energie?
Anergie
Energieumwandlung
Die eingesetzte Energie wird in eine gewünschte Energieform überführt. In realen Prozessen wird ein Teil der eingesetzten Energie stets auch in unerwünschte, also Verlustenergie, umgewandelt.
Wahr/Falsch?
Wahr
z.B. Verlustenergie durch Reibung
Der Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis zwischen der ?(1)? und der ?(2)? Energie.
(1) nutzbaren
(2) eingesetzten
Da Energie und Leistung über die Zeit in Zusammenhang stehen, kann man den Wirkungsgrad auch über das Verhältnis der Leistungen definieren.
Wahr/Falsch?
Wahr
Formel Wirkungsgrad
–> siehe Folie 20
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Die Effizienz mit der der Energieumwandler arbeitet, beschreibt was?
Beschreibt, wie viel der zugeführten Energie in die gewünschte Energieform umgewandelt wird.
Beispiel 1 (für Umwandlungstechnologie): Licht im Haushalt --> siehe Folie 21
…
Bsp.2 (Technologiebeispiele im Haushalt): Prozesswärme im Haushalt (Gasherd, Elektroherd und Induktionsherd)
–> siehe Folie 22
…
Prozesswärme wird eher bei ?? Temperaturen bereitgestellt.
hohen
Raumwärme wird eher bei ?? Temperaturen bereitgestellt.
niedrigen
Beispiel 3: Mechanische Energie im Verkehr (Verbrennungsmotor, Elektromotor)
–> siehe Folie 23
…
Beispiel 4: Mechanische Energie in der Industrie (Ventilator, Kreispumpe, Öl Brenner)
–> siehe Folie 24+25
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Nenne natürliche Ressourcen! (6)
Natürliche Ressourcen:
- Wasser
- Luft/Atmosphäre
- Sonnenenergie
- natürliche Rohstoffe
- Boden/Fläche
- Biodiversität
Wie können natürliche Rohstoffe unterteilt werden?
Energetische Rohstoffe
Nicht-energetische Rohstoffe
?? sind Bestandteile der Natur, die direkt oder indirekt für menschliche Zwecke nutzbar gemacht werden können, sei es als Quelle oder als Senke.
Natürliche Ressourcen
Natürliche Ressourcen umfassen mineralische und energetische Rohstoffe, erschöpfliche und regenerierbare/nachwachsende Rohstoffe, Land- und Bodenressourcen, sowie ständig fließende Ressourcenströme wie Sonnenenergie, Wind und Wasser.
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Nenne ständig fließende Ressourcenströme! (3)
Wind
Sonnenenergie
Wasser
Was versteht man unter natürlichen Rohstoffen (Primärrohstoffen)?
Stoffe, die aus der Natur gewonnen werden, um sie für die Weiterverarbeitung oder die direkte Nutzung durch den Menschen verfügbar zu machen.
Natürliche Rohstoffe sind Teil der natürlichen Ressourcen.
Wahr/Falsch?
Wahr
Natürliche Rohstoffe (Primärrohstoffe) werden von welchen Rohstoffen unterschieden?
Sekundärrohstoffe
Wie werden Sekundärrohstoffe gewonnen?
durch Recycling aus Abfällen
Was sind energetische Rohstoffe?
Rohstoffe, die zur Gewinnung von Energie nutzbar gemacht werden können.
Was versteht man unter mineralischen Rohstoffen?
einen Sammelbegriff für Metalle, Industriemineralien, Steine und Erden
Energetische Rohstoffe können unterteilt werden in? (5)
Kohle
Erdöl
Erdgas
Kernbrennstoffe
Biomasse
Die Nicht-energetischen Rohstoffe können unterteilt werden in? (3)
Metallrohstoffe
Industriemineralien
Steine und Erden
Metallrohstoffe
Der Erzabbau erfolgt aufgrund von Metallgehalt. Wird durch Verhüttung in gediegene Metalle umgewandelt (z.B. Eisen, Kupfer, Aluminium)
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?? werden ohne Stoffumwandlung in der industriellen Produktion eingesetzt.
Industriemineralien (z.B. Kalisalz)
Steine & Erden
Verschiedene nicht-metallische Rohstoffe, die durch mechanische und/oder thermische Behandlung zu technischen Produkten veredelt werden (z.B. Kies, Quarzsand, Kalksteine).
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?? ist ein durch Karbonisierung von Pflanzenresten entstandenes festes Sedimentgestein und Träger fossiler Energie.
Kohle
?? ist ein Kohlewasserstoffgemisch entstanden aus abgestorbener Biomasse unter Anwesenheit erhöhter Drücke und Temperaturen.
Erdöl
?? tritt aufgrund ähnlicher Entstehungsmechanismen häufig in Erdöllagerstätten auf. Hauptbestandteil ist Methan.
Erdgas
?? sind Schwermetalle, die zur Kernspaltung herangezogen werden können, z.B. Uran oder Plutonium. Ebenso schweres Wasser zur Kernfusion
Kernbrennstoffe
?? gelten Stoffe oder Stoffgemische unterschiedlicher Herkunft. Diese können pflanzlichen oder tierischen Ursprungs sein, z.B. Holz oder Biogas.
Biomasse
Nenne 5 erneuerbare Energien!
Solarenergie
Geothermie
Windenergie
Wasserkraft
Energie aus Biomasse
Nenne 2 erneuerbare Rohstoffe!
Wasser
Biomasse
Nenne 2 nachwachsende Ressourcen!
tierische Ressourcen
pflanzliche Ressourcen
Nenne 3 Kernmembranbrennstoffe!
Uran (Kernspaltung)
Plutonium (Kernspaltung)
Wasserstoff (Kernfusion)
Nenne ein paar fossile Energieträger!
fossile Energieträger:
- Kohle (Stein-, Braunkohle), Torf
- Erdöl, Ölsande/Schiefer
- Erdgas, Gashydrat
Nenne ein paar mineralische Rohstoffe!
mineralische Rohstoffe:
- Bausand, Baukies
- Naturstein
- Kalkstein, Dolomit, Mergel
- Eisenerz
- Tone, Gips
- Quarzkiese, Quarzsande
- Steinsalz
Entscheide jeweils, ob erschöpflich/regenerierbar:
1) Fossile Energieträger
2) Erneuerbare Energien
3) Kernbrennstoffe
4) Erneuerbare Rohstoffe
5) nachwachsende Ressourcen
6) Mineralische Rohstoffe
1) erschöpflich
2) regenerierbar
3) erschöpflich
4) regenerierbar
5) regenerierbar
6) erschöpflich
Die Rohstoffwirtschaft erstreckt sich von der ?(1)? über die ?(2)? bis zur ?(3)? der Rohstoffe und hat volks- und betriebswirtschaftliche Bezüge
(1) Suche
(2) Gewinnung
(3) Verarbeitung
In die Energiewirtschaft sind all welche Anteile der Wertschöpfung der jeweiligen Branchen bzw. Unterbranchen der Wirtschaftszweigklassifikation einzubeziehen, deren?
Produkte oder Dienstleistungen unmittelbar oder mittelbar der Versorgung von Endverbrauchern mit Strom, Fernwärme, Brenn- und Kraftstoffen sowie Energiedienstleistungen dienen.
Die Nutzung natürlicher Ressourcen ist Grundlage für Leben und (wirtschaftliche) Entwicklung.
Wahr/Falsch?
Wahr
Die Nutzung natürlicher Ressourcen führt in Abhängigkeit ihrer Intensität von weniger starken bis hin zu extremen und irreversiblen Umweltbelastungen.
Wahr/Falsch?
Wahr
Bereiche der Energie- und Rohstoffwirtschaft
–> siehe Folie 36!
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Es existieren unterschiedliche Formeln um das Konzept von Nachhaltigkeit auszudrücken.
Nenne 4 (nur Bezeichnung)!
Wald-Formel nach v. Carlowitz (1713)
Brundtland-Formel (1987)
Rio-Formel (1992)
Rat für Nachhaltige Entwicklung (2001)
Was besagt die Wald-Formel nach v. Carlowitz (1713).
Nicht mehr Holz fällen als nachwächst. (Holz als wichtigster Rohstoff)
Was beschreibt die Brundtland-Formel (1987)
Zukunftsfähigkeit: Bedürfnisse der gegenwärtigen Generation so befriedigen, dass auch zukünftige Generationen noch ein selbstbestimmtes Leben führen können.
Was “fordert” die Rio-Formel (1992)?
Ökologie, Ökonomie und soziale Gerechtigkeit als vernetztes Nachhaltigkeitsdreieck denken.
Nachhaltige Entwicklung bedeutet nach dem Rat für Nachhaltige Entwicklung (2001)?
bedeutet, Umweltgesichtspunkte gleichberechtigt mit sozialen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu berücksichtigen.
Was bedeutet zukunftsfähiges wirtschaften nach dem Rat für Nachhaltige Entwicklung (2001)?
Bedeutet, dass wir unseren Kindern und Enkelkindern ein intaktes ökologisches, soziales und ökonomisches Gefüge hinterlassen. Das eine ist ohne das andere nicht zu haben.
Bezeichnung für die Gesamtheit aller Erscheinungen, mit denen ein Organismus in seinem artspezifischen Lebensraum in Wechselbeziehung steht?
Umwelt
An die Umwelt hat sich der Organismus in entwicklungsgeschichtlichen Zeiten so angepasst, dass ein ökologisches Gleichgewicht entstanden ist.
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Umweltbelastung: Negative Belastung und Veränderung über die natürliche Regenerationskraft hinaus.
Entsteht durch welche Eingriffe (mit Beispiel)? (3)
physikalische Eingriffe (z.B. Abholzung)
chemische Eingriffe (z.B. Müll, Strahlen)
technische Eingriffe (z.B. Versiegelung)
Das bei der Verbrennung von ?(1)? entstehende CO2 führt bei der Emission zusammen mit anderen Klimagasen zum “Treibhauseffekt”
(1) Kohlenstoff
Der ?? beschreibt das physikalische Phänomen, dass ein großer Teil der kurzwelligen Sonnenstrahlen zwar ungehindert die Atmosphäre durchdringt, aber als langwelligere reflektierte Wärmestrahlung nicht mehr zurück ins Weltall gelangen kann, weil sie durch die so genannten Treibhausgase in bodennahen Luftschichten teilweise absorbiert werden.
Treibhausgaseffekt
Mit was ist der Treibhausgaseffekt vergleichbar?
mit der Wirkung eines Glasdachs bei Gewächshäusern
Verursacher von Treibhausgasemissionen (Folie 40)
Historische Treibhausgasemissionen und Prognosen bis 2050 (Folie 41)
Historische Treibhausgasemissionen und Prognosen bis 2030: “The Emission Gap” (Folie 42)
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Der ?? ist ein von den Vereinten Nationen herausgegebener Bericht, der die Lücke zwischen Verpflichtungen der Staaten zur Reduktion des CO2 Ausstroßes und dem tatsächlich Erreichten dokumentiert
Emission Gap Report
Deutschlands energiepolitisches Zieldreieck bestehend aus? (3)
Umweltverträglichkeit
Versorgungssicherheit
Wirtschaftlichkeit
EnWG § 1
–> Folie 43
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Der Verbrauch (erneuerbaren) Stroms im Verhältnis zur Wirtschaftsleistung wird voraussichtlich steigen.
Wahr/Falsch?
Wahr
