Inhaltsverzeichnis
01. Was bezeichnet man als Kraft?
Die Kraft F gibt an, wie stark Körper aufeinander wirken. Die Kraft kann eine Verformung (statische Kraftwirkung) und/oder eine Änderung des Bewegungszustandes (dynamische Kraftwirkung) hervorrufen.
02. Was sind Kraftmaschinen?
Kraftmaschinen wandeln Energie um in eine für den Menschen nutzbare Form. Meist erfolgt eine Umwandlung in mechanische Energie, um Körper zu verformen oder ihren Bewegungszustand zu verändern. Als Arbeitsmedien werden dafür genutzt: Wasserkraft, Windkraft, Sonneneinstrahlung, Erdwärme, Muskelkraft von Mensch und Tier, Gezeitenströmung, fossile Brennstoffe usw. Die Endenergie (= Energie am Ort der Verwendung = Ergebnis der Energieumwandlung) besteht aus Nutzenergie und ungenutzte Energie; bei jeder Energieumformung ist der Anteil der genutzten Energie Primärenergie ist die ursprüngliche Energieart (z. B. Steinkohle, Kernbrennstoff, Erdöl; Sekundärenergie ist umgewandelte Primärenergie (z. B. Strom, Koks, Fernwärme).
Die wichtigsten Kraftmaschinen sind:
Verbrennungskraftmaschinen (chemische Energie → Bewegungsenergie), z. B. Gasturbine, Dieselmotor, Ottomotor
Elektromotoren (elektrische Energie → Bewegungsenergie), z. B. als Antrieb für Pumpen, Hebewerkzeuge, Transportsysteme
Hydraulische und pneumatische Kraftmaschinen (Strömungs-/Druckenergie → mechanische Energie), z. B. Hebe-/Schubvorrichtungen
Energieumwandlungen durch Kraftmaschinen sind z. B.:
| Energieform | Kraftmaschine = Energieumwandler | Endenergie | |
| Windkraft ↓ Kinetische Energie | Windmühle | → | Nutzenergie (= kinetische Energie) + ungenutzte Energie (= thermische Energie, z. B. Reibung) |
| Windkraft ↓ Kinetische Energie | Windkraftanlage | → | Nutzenergie (= elektrische Energie) + ungenutzte Energie |
| Strom/Spannung ↓ Elektrische Energie | Elektromotor | → | Nutzenergie (= mechanische Energie) + ungenutzte Energie |
| Uran/Kernspaltung ↓ Chemische Energie | Kernkraftwerk | → | Nutzenergie (= thermische Energie und elektrische Energie) + ungenutzte Energie |
| Oxidation von Brennstoffen (Verbrennung) ↓ Chemische Energie | Kraftwerk | → | Nutzenergie (= thermische Energie und/oder elektrische Energie) + ungenutzte Energie |
