Arbeit, Energie und Leistung

Veröffentlicht: 24.07.2013

Geht es um eingesparte Energiemengen, Energieverluste, Stromverbrauch und ähnliche Themen, werde ich häufig gebeten, die entsprechenden physikalischen Begriffe zu erklären. Ich habe zu diesem Thema ein gutes Video gefunden, in dem das Themengebiet verständlich in einer reichlichen Minute behandelt wird:

Arbeit kann von einer Maschine, einem Menschen, einer technischen Anlage usw. verrichtet werden. Gängige Einheiten dieser Größe sind das Joule (J) oder auch Kilowattstunden (kWh), diese Einheiten können ineinander umgerechnet werden.

Um Arbeit zu verrichten, wird Energie benötigt. Umgekehrt wird kann Arbeit in Form von Energie gespeichert werden, welche später genutzt wird. Im Filmbeispiel verrichtet ein Fahrradfahrer Arbeit (er fährt einen Berg hinauf) und speichert diese in Form von Energie, die er später nutzen kann (er rollt den Berg hinab). Es ist zu beachten, das technisch nicht jede Energieform in eine andere umgewandelt werden kann. So ist es zum Beispiel möglich, elektrische Energie nahezu vollständig in Wärme umzuwandeln, umgekehrt geht das nicht. Energiemengen werden in den gleichen Einheiten angegeben wie die Arbeit.

Bezieht man verrichtete Arbeit auf einen bestimmten Zeitraum, so erhält man die verrichtete Leistung (Leistung ist Arbeit pro Zeit). Eine hohe Leistung vollbringt man also, wenn man viel Arbeit in möglichst kurzer Zeit verrichtet. Eine übliche Einheit für die Leistung ist das Watt (W). Bei technischen Geräten ist oft ihre Leistung aus der Gerätebeschriftung bzw. Gebrauchsanleitung bekannt. Multipliziert man diese Größe mit der Betriebsdauer, kann man die verrichtete Arbeit  bzw. die dazu benötigte Energiemenge berechnen. Beispiel: ein Staubsauger hat eine Leistungsaufnahme von 1000 Watt. Saugt man zwei Stunden Staub (Arbeit), dann benötigt der Staubsauger dazu eine elektrische Energiemenge von 1000 Watt mal 2 Stunden = 2000 Kilowattstunden.

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