Environmental Engineering Reference
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umgewandelt werden. Aber dieser
Wandlungsprozess
ist nicht vollständig, denn ein Teil
der chemischen Energie wird bei der Wandlung auch in thermische Energie umgesetzt.
Beim Aufstehen erhöht sich unsere Körpertemperatur, und je höher unsere Körpertem-
peratur ist, umso höher ist die thermische Energie des Körpers. Diese nicht erwünschten
Umwandlungen der Energie sind das eigentliche Hauptproblem bei allen technischen Pro-
zessen, die zu ihrer Durchführung eine Versorgung mit Energie benötigen. Wir werden
uns im nächsten Kapitel ausführlich mit diesem Problem beschätigen.
Ein weiteres Sprachproblem ist der Gebrauch des Worts „Arbeit“. In der Physik ist die
Messgröße
Arbeit
identisch zur Messgröße
Energie
, beide besitzen dieselbe Maßeinheit
Joule (J). In einem Gespräch kann ich aber unwidersprochen behaupten: „Um dieses Buch
zu schreiben, muss ich arbeiten“, und einige werden sogar zustimmen, dass das viel Ar-
beit ist. Aber eigentlich ist die Menge an Energie, die ich zur Fertigstellung dieses Buchs
benötige, nur minimal, sie ist noch geringer als die, die ich zum morgentlichen Aufstehen
benötige. Und manche werden vielleicht auch zustimmen, dass das Verfassen eines Buchs
eine große Leistungist. Aber auch hier istdie Spracheungenau, denn die Leistung istphysi-
kalisch bestimmt durch die Rate, mit der die eine Energieform in eine andere umgewandelt
wird. Das bedeutet,
Leistung
ist die pro Zeiteinheit umgewandelte Energie.
Und jetzt nähern wir uns einem sehr wichtigen Punkt: Wenn wir den Energiebedarf
der Welt bestimmen wollen, dann meinen wir eigentlich den Energiebedarf pro Jahr. Und
diese Größe bezeichnet nicht wirklich die Energie, sondern den Bedarf an Leistung. Es ist
daher vielleicht nicht überraschend, dass Diskussionen um die Energie so ot zu keinem
Ergebnis führen. Denn vielleicht meinen ja verschiedene Personen mit demselben Wort
ganz verschiedene Größen und reden daher einfach nur aneinander vorbei.
2.1.1 P-Ebene: Die Deinition von Messgrößen
Die physikalische Messgröße Energie
DieEnergie
W
isteinephysikalischeMessgröße.Sielässtsich mitgeeignetenAnordnungen
messen, das Ergebnis dieser Messung ist ein
Messwert
⟨
W
⟩ zusammen mit seiner
Maß-
einheit
[
W
]. Der Messwert wird hier in der Form des Mittelwerts über eine Anzahl von
Messungen (einer Stichprobe) angegeben, weil jede Messung mit einem
Fehler
Δ
W
behaf-
tet ist, der umso kleiner wird, je größer die Anzahl der Einzelmessungen ist.
Allerdings sind die Messfehler, wie bereits in der Einleitung ausgeführt, ohne Bedeutung
für die Argumente, die in diesem Buch vorgebracht werden. Von viel größerer Bedeutung
sind die Fehler, die durch die Unsicherheiten in den Modellannahmen für die Prognosen
verursacht werden. Wir werden daher später den Wert der Energie einfach durch das Sym-
bol
W
kennzeichnen, und der Fehler wird aus der Anzahl der
signifikanten Stellen
des
Werts deutlich. Also ein angegebener Energiewert von
W
= ⋅
J bedeutet, dass der
wahre Wert irgendwo zwischen ,⋅
Jund,⋅
J liegt. Von ebensolcher Wichtigkeit,
wie der Messwert, ist die Maßeinheit der Energie. In diesem Buch werden wir allgemein
die durch das „Systeme International d'Unités (SI)“ vorgeschriebenen Maßeinheiten ver-