Energieerhaltungssatz

Allgemeines

Der Energieerhaltungssatz besagt, dass wenn keine Energie zu- oder abgeführt wird, die Energie eines dann sogenannten abgeschlossenen Systems erhalten bleibt. Energie kann damit weder verloren gehen, noch erzeugt werden. Albert Einstein und andere Physiker seiner Zeit haben den Energieerhaltungssatz hoch gehalten und aus diesem vieles abgeleitet. Auch die absolute Theorie glaubt natürlich an den Energieerhaltungssatz, auch wenn sie sieht, dass der Begriff der Gesamtenergie umstritten ist.

Einstein und der Energieerhaltungssatz

Albert Einstein hat E = m * c² herausgefunden. Dennoch sind die Ausführungen zum Energieerhaltungssatz etwas vage. Er sieht letztlich in seinen Vorlesungen m * c² nur als Ruheenergie an, als E(0). Dieser müssen für den Energieerhaltungssatz noch verschiedene Energien addiert werden. Addiert werden hier zum Beispiel die potentielle und die kinetische Energie des Energieerhaltungssatzes der Mechanik. Die absolute Theorie sieht das als falsch an, als das E = m * c² nicht nur die richtige Beschreibung der Gesamtenergie ist, auch folgernd aus der Äquivalenz von Raum und Zeit, sondern dass sie auch ein Maximum für die Energie angibt. Letztlich ist die Energie aus Masse und der Geschwindigkeit zum Quadrat zusammen gesetzt. Da die Geschwindigkeit nicht höher als die Lichtgeschwindigkeit c sein kann, und die Masse immer gleich bleibt, kann es keine höhere Energie als m * c² geben. Da dann noch wie es Einstein tut, die potentielle, die kinetische und andere Energieformen zu addieren, kann nicht richtig sein.

Energie und absolute Theorie

Nach der absoluten Theorie bildet E = m * c² die Gesamtenergie eines Systems wieder. Dieses ergibt sich auch aus der Äquivalenz von Raum und Zeit, die auch Einstein an nahm, als er sagte, in der absoluten Raumzeit bewegt sich alles mit c. Kinetische und potentielle Energie sind hier nur ein Teil dieser Energie und keine additiven Größen. Daraus kann man auch den Massenerhaltungssatz ableiten, eben aus dieser Äquivalenz von Masse und Energie. Für den Energieerhaltungssatz eine Energie anzunehmen, die höher als E = m * c² ist, ist schlichtweg falsch.

Energieerhaltungssatz der Mechanik

Die mechanischen Energien eines System bleiben bei keiner äußeren Einwirkung auch immer konstant. So gilt E(pot) + E(kin) = const. Bildlich kann man sich das am Pendel vergegenwärtigen. Wenn das Pendel gegen die Gravitationskraft hoch schwingt, gewinnt es potentielle Energie, verliert aber an Geschwindigkeit, also an kinetischer Energie. Ist dagegen das Pendel am Scheitelpunkt, also am untersten Punkt seiner Kurve, gewinnt es richtig Geschwindigkeit, und verliert natürlich im Gravitationsfeld an potentieller Energie.

Energieerhaltungssatz und der erste thermodynamische Hauptsatz

Nach dem ersten thermodynamischen Hauptsatz bleibt auch die Energie erhalten. Er besagt, dass der Unterschied der inneren Energie eines Systems gleich dem Unterschied der zugeführten Wärme minus der abgegebenen Arbeit ist. Sind beide Werte null, so wie es im abgeschlossenen System der Fall ist, bleibt die innere Energie erhalten.