Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Warum macht ein Widerstand aus elektrischer Energie thermische Verluste?


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von Tom (Gast)


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Einfache Frage:

Warum macht ein elektrischer Widerstand wenn er von einem Strom 
durchflossen wird Verluste, d.h. setzt die Energie in Form von 
thermischer Leistung um?

Kann man das irgendwie so allgemein verständlich erklären dass es jeder 
versteht?

P=R*I^2 ist mir schon klar, allerdings ist das keine Erklärung sondern 
lediglich die mathematische Beschreibung des Beobachteten.

von Dieter (Gast)


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Das macht alles die Physik. Der Widerstand ist nur ein Begriff für ein 
mechanisches Teil und dessen phyisikalischen Eigenschaften und Effekte.

Im Radiomann vom Kosmos-Verlag war das anschaulich erklärt mit Physik 
ohne Ballast.

von TrollJäger (Gast)


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Ach, ein Philosoph.....

Für dich eine einfache Antwort:

"Weil es einfach so ist"

Wenn du es umfangreicher haben willst, so musst du schon selber denken. 
Dazu ein paar Ansätze:

Was unterscheidet Supraleiter und "normale" Leiter? Wieso ist das so?

von KI-Besitzer (Gast)


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Tom schrieb:
> Einfache Frage:
>
> Warum macht ein elektrischer Widerstand wenn er von einem Strom
> durchflossen wird Verluste, d.h. setzt die Energie in Form von
> thermischer Leistung um?

Einfache Antwort:
Das liegt am Widerstand des Widerstandes.

von Dieter (Gast)


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Versuche es mal mit fließenden Elektronen, die gegen Atomwolken stoßen 
und so deren Schwingungsbewegungen erhöhen. Das gleiche was beim 
Erwärmen passiert.

von Günter Lenz (Gast)


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Irgendwo muß die die Energie ja hin, es gibt
den Energieerhaltungssatz. Warum werden beim
Auto die Bremsscheiben heiß wenn gebremst wird,
daß ist das mechanische Equivalent dazu.

von Niemand (Gast)


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Und heute ist erst Montag, dazu och der 3. .... Leute!

von Tobias B. (Firma: www.elpra.de) (ttobsen) Benutzerseite


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Wikipedia ist doch immer eine ganz gute Quelle, zumindest zur ersten 
Orientierung:

https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrischer_Widerstand#Der_elektrische_Widerstand_im_Teilchenmodell

Das versteh man auch lässig, selbst wenn man nie über die Schulphysik 
hinaus gekommen ist. Natürlich kann man auch deutlich komplexere Modelle 
heranziehen, z.B. über quantenmechanische Feldtheorien. Kommt halt 
darauf an, wie genau man es wissen muss. ;-)

von Theor (Gast)


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Tom schrieb:
> Einfache Frage:
>
> Warum macht ein elektrischer Widerstand wenn er von einem Strom
> durchflossen wird Verluste, d.h. setzt die Energie in Form von
> thermischer Leistung um?
>
> Kann man das irgendwie so allgemein verständlich erklären dass es jeder
> versteht?
> [...]

Wir beobachten nur was geschieht und entwickeln Theorien über 
Zusammenhänge. Warum diese Zusammenhänge bestehen, kann man aber nicht 
erklären. Das ist etwas, was für alle unsere Beobachtungen gilt.

Eine einfach Erklärung kannst Du hier 
https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrischer_Widerstand#Der_elektrische_Widerstand_im_Teilchenmodell 
lesen.

Die zur Zeit allgemein anerkannte Theorie ist leider um einiges 
komplexer.

von Florian (Gast)


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TrollJäger schrieb:
> Was unterscheidet Supraleiter und "normale" Leiter?

Ein Supraleiterwiderstand hat demnach einen Widerstand aber keine 
Verluste?

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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"Warum macht ein elektrischer Widerstand wenn er von einem Strom 
durchflossen wird Verluste, d.h. setzt die Energie in Form von 
thermischer Leistung um?"

Das macht er, weil es keine idealen Leiter gibt. Dort wo im 
Kristallgefüge die Elektronen wandern, bringen sie Atome zum Schwingen 
und diese Schwingung erzeugt die Wärme, die außen am Leiter spürbar 
wird.

Das tolle am Widerstand ist sein hoher Wirkungsgrad von 100%. Er wandelt 
die ganze aufgenommene elektrische Leistung in Wärme um. Somit hat er 
gar keinen Verlust. Die nicht aufgenommene Leistung wandelt er gar nicht 
um, sondern leitet sie weiter. Und das ganz von alleine.

Und wenn er nicht durchbrennt oder korrodiert, macht er das in 100 
Jahren immer noch perfekt.

MfG

: Bearbeitet durch User
von Egon D. (egon_d)


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Florian schrieb:

> TrollJäger schrieb:
>> Was unterscheidet Supraleiter und "normale" Leiter?
>
> Ein Supraleiterwiderstand hat demnach einen Widerstand
> aber keine Verluste?

Gegenfrage: Ist ein Widerstand von exakt 0 Ohm ein
Widerstand?

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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> Gegenfrage: Ist ein Widerstand von exakt 0 Ohm ein Widerstand?

Dieser wird wohl nicht real existieren.


mfG

von A. S. (achs)


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Florian schrieb:
> Ein Supraleiterwiderstand hat demnach einen Widerstand aber keine
> Verluste?

Der Begriff ist halt falsch. Ein Widerstand ist vor allem ein Leiter. 
Ein kleiner Widerstand ein guter, ein großer Widerstand ein schlechter 
Leiter. Das Problem wir erst deutlich, wenn man "keinen" Widerstand 
einbaut, was genau das Gegenteil von 0-Ohm ist. Beim Begriff "Leiter" 
entspräche der Übergang unserer normalen Intuitioun: perfekter Leiter, 
... sehr guter Leiter, ... schlechter Leiter, ... ganz schlechter Leiter 
.... gar kein Leiter.

von Erklärbär (Gast)


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Die Supraleitung ist nichts anderes, als die Annäherung an den Zustand, 
der dem Ideal des Leiters bei Null Grad Kelvin nahekommt, bei dem alle 
Leiter ihren Widerstand verlieren. Nur wird dieser Zustand von den 
Materialien, wie wir sie kennen, niemperfekt erreicht.

Auch ein Supraleiter hat einen Widerstand. Die Cooper-Paare fliegen 
nicht umsonst. Dem Magneten muss Energie zugeführt werden, damit er 
seine Magnetisierung nicht durch Quenching und andere Effekt verliert. 
Das kann sehr schnell passieren und muss aktiv geregelt werden.

Das erklärt auch, warum das Ding aktiv gekühlt werden muss: Er bekäme 
sonst Energie von innen und aussen, würde warm werden und aus dem 
supraleitenden Zustand raufallen.

von Sie Männs (Gast)


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Tom schrieb:
> Warum macht ein elektrischer Widerstand wenn er von einem Strom
> durchflossen wird Verluste, d.h. setzt die Energie in Form von
> thermischer Leistung um?

Frage an die Allgemeinheit (Umkehrschluß?):

Ist ein Leitwert dazu fähig, aus der vorh. Teilchenbewegung plötzlich
reine Elektronenbewegung (Stromfluß) zu generieren? Ja, nein, wieso?

Vielleicht würden Antworten die Zusammenhänge weiter verdeutlichen.

von Wolfgang (Gast)


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Christian S. schrieb:
>> Gegenfrage: Ist ein Widerstand von exakt 0 Ohm ein Widerstand?
>
> Dieser wird wohl nicht real existieren.

Willst du damit die Existens von Supraleitern abstreiten?

von Wolfgang (Gast)


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Sie Männs schrieb:
> Ist ein Leitwert dazu fähig, aus der vorh. Teilchenbewegung plötzlich
> reine Elektronenbewegung (Stromfluß) zu generieren? Ja, nein, wieso?

Nein, aus dem selben Grund, aus dem du nicht plötzlich in deinem Zimmer 
erstickst, weil die ganzen Luft-"moleküle" zufällig in der anderen 
Zimmerhälfte sind (-> Entropie)

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Im Widerstand reiben sich die Elektronen und verlieren dadurch 
Bewegungsenergie. Das Abfallprodukt von Reibung ist (immer?) Wärme.

Das ist eine vereinfachte Betrachtungsweise für Laien. Physiker wollen 
es wohl eher auf Subatomarer Ebene erklären.

: Bearbeitet durch User
von M.A. S. (mse2)


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Christian S. schrieb:
> ...bringen sie Atome zum Schwingen und diese Schwingung erzeugt die Wärme, ...

Die "Schwingungen" der Atom erzeugen nicht Wärme, sie SIND die Wärme!

: Bearbeitet durch User
von M.A. S. (mse2)


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Stefanus F. schrieb:
> Im Widerstand reiben sich die Elektronen und verlieren dadurch
> Bewegungsenergie. Das Abfallprodukt von Reibung ist (immer?) Wärme.
>
> Das ist eine vereinfachte Betrachtungsweise für Laien. ...
...und somit genau die hier gesuchte Antwort.

:)

von Elektrofan (Gast)


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> Nein, aus dem selben Grund, aus dem du nicht plötzlich in deinem
> Zimmer erstickst, weil die ganzen Luft-"moleküle" zufällig in der
> anderen Zimmerhälfte sind (-> Entropie)

Die Wahrscheinlichkeit für ein solches Ereignis ist NICHT null.
(Aber es hielte nur kurz an, das man es überleben könnte ...)

von Tom (Gast)


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Danke schonmal für die ganzen Erklärversuche.

Stefanus F. schrieb:
> Im Widerstand reiben sich die Elektronen und verlieren dadurch
> Bewegungsenergie. Das Abfallprodukt von Reibung ist (immer?) Wärme.

Interessant. D.h. durch das Abgeben von Bewegungsenergie an den 
Widerstand gibt es Wärme. Was dabei nicht intuitiv ist: Die "Bewegung" 
allein scheint ja nicht der Grund für die Wärme zu sein. Weil die 
Elektronen bewegen sich ja die ganze Zeit. Auch in einem sehr guten 
Leiter bewegen sich die Elektronen, möglicherweise in gleicher Anzahl 
und Geschwindigkeit.

Wenn nicht die Bewegung des Elektrons vor der Kollision und auch nicht 
die Bewegung der angeregten Teilchen nach der Kollision der Grund für 
"Wärme" ist, was dann?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Bewege Deine Hände schnell durch Luft: Viel Bewegung, es entsteht keine 
Wärme.

Bewege Deine Hände schnell durch Wasser: Bewegung wird gebremst, Wärme 
wird an den Körper und das Wasser abgegeben.

Reibe Deine Hände feste gegeneinander: Bewegung wird noch stärker 
gebremst, mehr Wärme wird an den Körper und die Umgebung abgegeben.

Wenn man Bewegte Teilchen ausbremst, wird ein Teil der Bewegungsenergie 
in Wärme umgewandelt. Wenn man bewegte Teilchen nicht bremst, entsteht 
keine Wärme. Je stärker die Bewegung ausgebremst wird, umso mehr Wärme 
entsteht.

Deswegen kannst du ja auch mit einem ausreichend kräftigen Tritt ins 
Weltall katapultiert werden und dann dort für immer weiter fliegen. Bis 
irgendein Planet dich anzieht - aber das macht dann ein anderer Effekt 
(Gravitation).

: Bearbeitet durch User
von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Tom schrieb:
> Die "Bewegung"
> allein scheint ja nicht der Grund für die Wärme zu sein.

Stimmt, es fehlt noch der Richtungsbezug. Dissipation ist der Vorgang 
wenn Energie einer gerichteten Bewegung in eine Energie einer 
ungeordneten Bewegung (Wärme) übergeht.

von Zuzel (Gast)


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Hallo

"Die "Schwingungen" der Atom(e) erzeugen nicht Wärme, sie SIND die 
Wärme!"

Aber warum sind die Schwingungen Wärme bzw. Energie?
Eigentlich ist ja jede Schwingung Energie egal ob als Erdbebenwelle 
(Schwingung) mit wenigen Herz, recht "lahmen" NF Tönen 
(Luftschwingungen), über HF, Licht , Röntgenstahlung, Gammastrahlung... 
das sind alles doch "nur" Schwingungen die gleichzeitig auch Energie 
sind (Die "Wärme" ist doch nur ein Ausschnitt daraus).

Warum sind Schwingungen nun Energie bzw. Energie letztendlich immer 
Schwingungen mit zugegebener Weise extrem unterschiedlicher Frequenz?
Wobei mit der Höhe der Frequenz auch "irgendwie" die Energie(dichte) 
ansteigt(?)

Zuzel

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Ist halt so, sorry. Manche Dinge muss man entweder einfach hin nehmen, 
oder Elementarphysik studieren.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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"Das erklärt auch, warum das Ding aktiv gekühlt werden muss: Er bekäme 
sonst Energie von innen und aussen, würde warm werden und aus dem 
supraleitenden Zustand raufallen."

Da hatte der Erklärbär wohl am Ende des Satzes ein großes Stück Futter 
im Mundwerk :-)

"Warum sind Schwingungen nun Energie bzw. Energie letztendlich immer 
Schwingungen mit zugegebener Weise extrem unterschiedlicher Frequenz?"

Materie und Energie sind ineinander überführbar. Beim radioaktiven 
Zerfall entsteht zur Abgabe der Energie eine Schwingung, die die Energie 
weg transportiert.
Bei einer Atombombe geht dies etwas schneller, was man anhand der 
Leuchterscheinung in mehreren spektralen Bereichen leicht erkennen kann.

MfG

: Bearbeitet durch User
von Tom (Gast)


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Joe G. schrieb:
> Tom schrieb:
>> Die "Bewegung"
>> allein scheint ja nicht der Grund für die Wärme zu sein.
>
> Stimmt, es fehlt noch der Richtungsbezug. Dissipation ist der Vorgang
> wenn Energie einer gerichteten Bewegung in eine Energie einer
> ungeordneten Bewegung (Wärme) übergeht.

Bitte was? was ist denn eine "ungeordnete Bewegung". Ohne zuführen von 
Energie sollte es doch keine Richtungsänderung geben? (Zentripetal um 
einen Kern kreisen schließe ich mal als konstante Bewegung mit ein)

Tom

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Tom schrieb:
> Ohne zuführen von Energie sollte es doch keine Richtungsänderung
> geben?

Doch ich denke schon. Die Atome zittern wild hin und her, weil sie 
aneinander anstoßen.

von Joe F. (easylife)


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M.A. S. schrieb:
> Die "Schwingungen" der Atom erzeugen nicht Wärme, sie SIND die Wärme!

Wie warm bzw. kalt ist dann ein Neutronenstern?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Joe F. schrieb:
> Wie warm bzw. kalt ist dann ein Neutronenstern?

Die in ihm gespeicherte Energie wird freigesetzt, wenn du ihn zerlegst.

von hugo (Gast)


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Nein, nicht doch!

Du musst die Energie (Bindungsenergie) aufbringen, um ihn überhaupt 
zerlegen zu können!

LG,
hugo

von Nachdenklich (Gast)


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Joe F. schrieb:
> Wie warm bzw. kalt ist dann ein Neutronenstern?

Sag du uns das doch mal.

Was in einem Neutronenstern vorgeht ist mit dem einfachen Materiemodell 
nicht mehr abbildbar.
Siehe dazu
https://www.spektrum.de/lexikon/astronomie/neutronenstern/311

Wenn man deine Beiträge liest, dann fragt man sich ob du anderen was 
erklären  oder eher deine "Überlegenheit" bzgl. physikalischen und 
mathematischen Kenntnissen zur Schau stellen willst.

von M.A. S. (mse2)


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Nachdenklich schrieb:
> Joe F. schrieb:
>> Wie warm bzw. kalt ist dann ein Neutronenstern?
>
> Sag du uns das doch mal.
>
> Was in einem Neutronenstern vorgeht ist mit dem einfachen Materiemodell
> nicht mehr abbildbar.
> Siehe dazu
> https://www.spektrum.de/lexikon/astronomie/neutronenstern/311

Es finden sich in Wikipedia tatsächlich Angaben dazu:
https://de.wikipedia.org/wiki/Neutronenstern
u.a. unter "Temperatur und Weiteres"

von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Tom schrieb:
> Bitte was? was ist denn eine "ungeordnete Bewegung".

Das Kapitel 4.5 "Thermodynamik der Phononen" [1] gibt eine Erklärung 
dazu. Die anderen Kapitel [2] sind auch lesenswert ;-)

[1] http://www.physics.okayama-u.ac.jp/jeschke_homepage/FKT/kapitel4.pdf
[2] http://www.physics.okayama-u.ac.jp/jeschke_homepage/FKT.html

von Joe F. (easylife)


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Nachdenklich schrieb:
> Joe F. schrieb:
>> Wie warm bzw. kalt ist dann ein Neutronenstern?
>
> Sag du uns das doch mal.

Sehr heiss, trotz Abwesenheit von Atomen und Molekülen.
Denn Atom- bwz. Molekülschwingungen sind nicht Wärme, sondern sie sind 
ein Effekt von Wärme (=elektromagnetischer Strahlung / Photonen).

> Wenn man deine Beiträge liest, dann fragt man sich ob du anderen was
> erklären  oder eher deine "Überlegenheit" bzgl. physikalischen und
> mathematischen Kenntnissen zur Schau stellen willst.

Da geht die Phantasie aber ganz schön durch mit dir ;-)
Erklärbären gibt's schon genug hier. Eine Frage zu stellen, die zum 
Nachdenken anregen soll, wirst du mir wohl freundlicherweise zugestehen.

von Nachdenklich (Gast)


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Joe F. schrieb:
> Denn Atom- bwz. Molekülschwingungen sind nicht Wärme, sondern sie sind
> ein Effekt von Wärme

Das heisst der Artikel hier der Spektum ist bullshit?
https://www.spektrum.de/lexikon/physik/waerme/15373

denn da steht. Zitat:
"Die Wärmeenergie von Materie besteht aus der Bewegungsenergie ihrer 
Atome und Moleküle."

Auch dein nächster Beitrag hier

Joe G. schrieb:
> Das Kapitel 4.5 "Thermodynamik der Phononen" [1] gibt eine Erklärung
> dazu. Die anderen Kapitel [2] sind auch lesenswert ;-)

ist etas "seltsam". Sorry aber wenig Menschen die nicht gerade ein 
Physik oder Mathe Studium absolvieren oder absolviertt haben können 
damit ohne Weiteres etwas anfangen. Auch ich müsste trotz technischem 
Studium meine eingerosteten Mathekenntnisse erst mal wieder gründlich 
aktualisieren.
Und wenn man sich das Niveau des Fragestellers anschaut und auch das der 
meisten Diskutanten, dann hilft ihnen so ein Beitrag überhaupt nicht.

Also hast du entweder überhaupt kein Gefühl dafür wem du komplexe 
mathematische/physikalische Formeln ohne verständliche Erklärung an den 
Kopf wirfst, oder ich habe zumindest ein bischen recht mit meiner obigen 
Aussage.

von Joe F. (easylife)


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Nachdenklich schrieb:
> Auch dein nächster Beitrag hier
>
> Joe G. schrieb:

Joe G. (feinmechaniker) != ich (Joe F. (easylife)).

: Bearbeitet durch User
von Joe G. (feinmechaniker) Benutzerseite


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Joe F. schrieb:
> Joe G. (feinmechaniker) != ich (Joe F. (easylife)).

Danke :-)

Nachdenklich schrieb:
> Also hast du entweder überhaupt kein Gefühl dafür wem du komplexe
> mathematische/physikalische Formeln ohne verständliche Erklärung an den
> Kopf wirfst, oder ich habe zumindest ein bischen recht mit meiner obigen
> Aussage.

Ich kenne das Niveau des Fragestellers nicht. Wenn man jedoch nicht 
bereit ist, sich mit den Grundlagen auseinander zu setzen, dann muss man 
mache Dinge einfach lernen und glauben. Es gibt auch nicht für jedes 
physikalische Problem eine so anschauliche Lösung, das es auf 
Grundschulniveau erklärt werden kann. Ein sehr einfaches physikalisches 
Beispiel dafür ist der Kraftbegriff. Noch niemand hat Kraft gesehen, 
geschmeckt, angefaßt, gerochen, berührt … und dennoch zweifelt keiner an 
diesem Begriff. Wir kennen nur die Wirkung der Kraft und das reicht uns 
aus. Auf diesem Niveau kann auch der elektrische Widerstand erklärt 
werden. Energiedissipation erzeugt thermische Energie – Punkt. Wer mehr 
verstehen will muss sich damit beschäftigen.

: Bearbeitet durch User
von Nachdenklich (Gast)


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Joe F. schrieb:
> Joe G. (feinmechaniker) != ich (Joe F. (easylife)).

uuups, sorry, das habe ich wirklich nicht gesehen.
Also eine Bitte um Entschuldigung dafür. Gemeint war Joe G.

Joe G. schrieb:
> Ich kenne das Niveau des Fragestellers nicht.

Nein, aber das kann man abschätzen.

Tom schrieb:
> P=R*I^2 ist mir schon klar, allerdings ist das keine Erklärung sondern
> lediglich die mathematische Beschreibung des Beobachteten.

Zeigt z.B. ziemlich eindeutig, daß man hier nicht mit einem Hamilton 
Operator kommen braucht.

Joe G. schrieb:
> sich mit den Grundlagen auseinander zu setzen

Um einen Spannungsteiler zu erklären muss man z.B. auch nicht mit den 
Maxwellschen Gleichungen erklären, da reicht das Ohmsche Gesetz.

von M.A. S. (mse2)


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Joe G. schrieb:
> Ich kenne das Niveau des Fragestellers nicht.

Tom schrieb:
> Kann man das irgendwie so allgemein verständlich erklären dass es jeder
> versteht?

"...so dass es JEDER versteht..."

Meiner Ansicht nach schreit das nach dem einfachst möglichen Modell:
Elektronen als kleine Kügelchen, die bei ihrer Driftbewegung an die 
Atomrümpfe stoßen und diese somit im Mittel schneller machen, was eine 
höhere Temperatur bedeutet.
Das hätte ich auch als 12-Klässler schon verstanden.

Weiterführende Hinweise sind ja nichts grundsätzlich schlechtes nur 
liest sich für mich die Eingangsfrage erstmal nicht danach, dass hier 
Tiefgang gefragt ist.



PS: Darauf bin ich übrigens auch reingefallen.

Nachdenklich schrieb:
> Joe F. schrieb:
>> Joe G. (feinmechaniker) != ich (Joe F. (easylife)).
>
> uuups, sorry, das habe ich wirklich nicht gesehen.
> Also eine Bitte um Entschuldigung dafür. Gemeint war Joe G.

: Bearbeitet durch User
von Fred R. (fredylich)


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Hallo Tom,
ich habe es so verstanden. Muss aber nicht stimmen.
Wenn Strom fließt gibt es auch Verbraucher. Benötigt der Verbraucher 
nicht die Zugeführte Energie wird der Rest gewandelt.
Nicht nur hier ist der Rest die Wärme.

Eines der heiligsten Gesetze der Physik ist die Energieerhaltung. In 
einem abgeschlossenen System bleibt die Summe aller Energieformen stets 
konstant. Energie geht nie verloren und wird nie erzeugt. Energie wird 
stets nur umgewandelt – von einer Form in eine andere.

Gruß

von c-hater (Gast)


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Wolfgang schrieb:

> Nein, aus dem selben Grund, aus dem du nicht plötzlich in deinem Zimmer
> erstickst, weil die ganzen Luft-"moleküle" zufällig in der anderen
> Zimmerhälfte sind (-> Entropie)

So ein Ereignis ist quantenmechanisch aber durchaus möglich. Es ist nur 
sehr, sehr unwahrscheinlich.

Vgl. dazu die short story namens "w" von Erik Simon. Erschienen in der 
Anthologie "Begegnung im Licht". ;o)

von Florian (Gast)


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Stefanus F. schrieb:
> Reibe Deine Hände feste gegeneinander: Bewegung wird noch stärker
> gebremst, mehr Wärme wird an den Körper und die Umgebung abgegeben.

Und Dreckkrümel...

von Tobias B. (Firma: www.elpra.de) (ttobsen) Benutzerseite


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c-hater schrieb:
> So ein Ereignis ist quantenmechanisch aber durchaus möglich. Es ist nur
> sehr, sehr unwahrscheinlich.

[Klugscheißer on]
Das ist sogar in der klassischen Physik so und hat nichtmal etwas mit 
Quantenmechanik zu tun. Der Fachbereich nennt sich ganz langweilig 
"Statistische Physik". :-)

Weiterführend gibts dann noch die "Quantenstatistik", ist aber für das 
Luftbeispiel völlig uninteressant.
[/Klugscheißer off]

: Bearbeitet durch User
von Dennis S. (supernova01)


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...ich habe nicht alles hier gelesen, was ich mich jedoch immer frage 
ist:

A) Wenn das Rechenleistung eines Prozessors nur das Nebenprodukt ist und 
100% der Energie die beim Rechnen benötigt wird in Wärme umgewandelt 
wird, warum rechnet dann nicht alles was elektrisch wärme erzeugt 
nebenbei?

B) Ich finde es unvorstellbar das ein PKW mit 55KW diese über 
Reifenreibung und Luftreibung (mech. Teile) abgibt - dauerhaft während 
der Fahrt. 55KW ist doch eine ganz ordentliche Energiemenge....Auch hier 
ist die Fortbewegung an sich eher ein Nebenprodukt... oder?

Gruß
DS

Ps.: [Klugscheißer on] erinnert mich irgendwie an den Sherminator

: Bearbeitet durch User
von Mr. Meeseeks M. (mrmeeseeks)


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Dennis S. schrieb:
> A) Wenn das Rechenleistung eines Prozessors nur das Nebenprodukt ist und
> 100% der Energie die beim Rechnen benötigt wird in Wärme umgewandelt
> wird, warum rechnet dann nicht alles was elektrisch wärme erzeugt
> nebenbei?

Fernwärme aus dem Rechenzentrum. Das klingt ja super.
Aber ob man da eine genügend hohe Vorlauftemperatur erreicht?

von Joe F. (easylife)


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Dennis S. schrieb:
> Ich finde es unvorstellbar das ein PKW mit 55KW diese über
> Reifenreibung und Luftreibung (mech. Teile) abgibt - dauerhaft während
> der Fahrt. 55KW ist doch eine ganz ordentliche Energiemenge....Auch hier
> ist die Fortbewegung an sich eher ein Nebenprodukt... oder?

Der Großteil der 55KW verlässt den Motor als Abwärme über Auspuff und 
Kühler.

von Richard H. (richard_h27)


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Joe F. schrieb:
> Der Großteil der 55KW verlässt den Motor als Abwärme über Auspuff und
> Kühler.

Das ist falsch.

von Joe F. (easylife)


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Richard H. schrieb:
> Joe F. schrieb:
>> Der Großteil der 55KW verlässt den Motor als Abwärme über Auspuff und
>> Kühler.
>
> Das ist falsch.

Es ist richtig.

http://www.energie.ch/verbrennungsmotoren

von nachtmix (Gast)


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Dennis S. schrieb:
> Auch hier
> ist die Fortbewegung an sich eher ein Nebenprodukt... oder?

Das kann man so sehen, ausser wenn du einen Berg hinauf fährst.
Dann gewinnst du aus einer beachtlichen Menge verbrannten Benzins ein 
bischen potentielle Energie und endlich ist der Wirkungsgrad > 0.





Sie Männs schrieb:
> Ist ein Leitwert dazu fähig, aus der vorh. Teilchenbewegung plötzlich
> reine Elektronenbewegung (Stromfluß) zu generieren? Ja, nein, wieso?

Das tut ein gewöhnlicher Widerstand (Supraleiter und Isolatoren also 
ausgeschlossen) ja:
Man kann an seinen Klemmen eine elektrische Rauschleistung entnehmen, 
die der Temperatur proportional ist. Diese Leistung ist bei normalen 
Temperaturen zwar sehr gering, aber durchaus messbar.
https://de.wikipedia.org/wiki/Rauschspannung

von Wolfgang (Gast)


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Richard H. schrieb:
> Joe F. schrieb:
>> Der Großteil der 55KW verlässt den Motor als Abwärme über Auspuff und
>> Kühler.
>
> Das ist falsch.

Als was würdest du es denn bezeichnen, wenn deutlich mehr als 50% der im 
Sprit enthaltenen chemischen Energie in die Umwelt geblasen werden?

von Peter D. (peda)


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Tom schrieb:
> Warum macht ein elektrischer Widerstand wenn er von einem Strom
> durchflossen wird Verluste, d.h. setzt die Energie in Form von
> thermischer Leistung um?

Ganz einfach, es gilt der Energieerhaltungssatz. Ein Widerstand kann 
Energie nicht speichern, er muß sie wieder abgeben, z.B. als Wärme. Er 
könnte sie auch als Lichtstrahlung abgeben (Glühbirne) oder als 
Bewegungsenergie (Motor).

von Jemand (Gast)


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Hallo

ich bin zwar nicht der angesprochene "Du" aber:

Die Aussage stimmt prinzipiell, aber durch die wertende und 
verurteilende  Formulierung disqualifizierst du dich. Physik und Chemie 
darf nicht mit Ideologien und Wertvorstellungen vermischt werden.

"Ein Großer Teil (in der alltäglichen Praxis und unter realen 
Bedingungen sogar deutlich mehr als 50%) der enthaltenden Chemischen 
Energie wird in die nicht erwünschte und nutzbare Energieform (Auto, 
LKW) Abwärme umgesetzt", wäre z.B. eine Neutrale und einfach nur 
Beschreibende Formulierung.

Die Formulierung "In die Umwelt geblasen" hat durch die Medien und 
ideologisch von verschiedenen Interessengruppen uns allen an trainierten 
Bilder und Vorstellung eine wertenden und verurteilenden Bezug, außerdem 
wird  sofort der (hier falsche) Bezug "Auto und LKW =Abgase = 
Umweltbelastung = Krankheiten" im Kopf erzeugt und somit gezielt 
gerichtete Emotionen erzeugt.

In einen technischen Forum darf es nur um Physikalisch / Technische 
Fakten gehen und nicht darum Ideologien,Ängste ,verfälschende 
Informationen oder Weltanschauungen durch das Hintertürchen zu 
verbreiten.

Jemand

von Der Andere (Gast)


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Jemand schrieb:
> In einen technischen Forum darf es nur um Physikalisch / Technische
> Fakten gehen und nicht darum Ideologien,Ängste ,verfälschende
> Informationen oder Weltanschauungen durch das Hintertürchen zu
> verbreiten.

Viel Geschwurbel, vieleicht ja gut gemeint.
Aber wie du wohl meinst soll es ums rein technische gehen.

Gut Fakt ist, daß mein KFZ Prof (damals) gesagt hat:
1/3 Wärme (Kühler) 1/3 Abgase und 1/3 mechanische Energie.
Und der Kühler wird durch den Fahrtwind und den Lüfter angeblasen, die 
Abgase durch den Überdruck im Motos aus dem Auspuff geblasen.
Also ist die Vokabel "geblasen" physikalisch durchaus korrekt.

Und ja in modernen Dieselmotoren ist der Wirkungsgrad inzwischen >33% 
aber keine 50%. Die werden nur vereinzelt in großen Schiffsdieseln 
erreicht.
Und der durchschnittliche Wirkungsgrad ist gerade in PKW deutlich 
niedriger weil über 90% im Teillastbereich gefahren wird.

von batman (Gast)


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Blablabla... Die Nennleistung von Kfz wird auf dem Prüfstand (Rolle) 
gemessen und enthält keine Wärmeleistung von Auspuff oder Kühler.

von Der Andere (Gast)


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batman schrieb:
> Die Nennleistung von Kfz wird auf dem Prüfstand (Rolle)

Nennleistung hat erst mal nix mit Wirkungsgrad zu tun. Der Wirkungsgrad 
deines Batmobils liegt übrigens bei maximal 10%.

von F. F. (foldi)


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Christian S. schrieb:
>> Gegenfrage: Ist ein Widerstand von exakt 0 Ohm ein Widerstand?
>
> Dieser wird wohl nicht real existieren.
>
>
> mfG

Ist doch auch nur willkürlich festgelegt, was 0 Ohm sind.
Was wissen wir schon wirklich? Wenn alles was Materie ist, im gesamten 
Weltall nur 5 % ausmacht und der Rest dunkle Materie und in größten 
Anteil dunkle Energie ist, von der wir eigentlich gar nichts richtig 
wissen, stimmt dann das alles überhaupt?

Darf man nicht drüber nachdenken.

von M.A. S. (mse2)


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Joe F. schrieb:
> Der Großteil der 55KW verlässt den Motor als Abwärme über Auspuff und
> Kühler.

Richard H. schrieb:
> Das ist falsch.

Joe F. schrieb:
> Es ist richtig.


Ich glaube, die angegebene Motorleistung bei Verbrennungsmotoren ist die 
mechanische Ausgangsleistung. Diese geht daher auch nicht als Abwärme 
über Auspuff und Kühler hinaus.

Natürlich ist es aber richtig, dass Verbrennungsmotoren relativ niedrige 
Wirkungsgrade haben (auf jeden Fall im Vergleich mit Elektromotoren), so 
dass man, wenn man 55kW Ausgangsleistung erhält, wesentlich mehr 
Leistung hineinstecken muss, und diese Mehr an Leistung wird dann in der 
Tat ein in Form von Abwärme frei.

: Bearbeitet durch User
von Walter K. (walter_k488)


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M.A. S. schrieb:
> Natürlich ist es aber richtig, dass Verbrennungsmotoren relativ niedrige
> Wirkungsgrade haben (auf jeden Fall im Vergleich mit Elektromotoren), so
> dass man, wenn man 55kW Ausgangsleistung erhält, wesentlich mehr
> Leistung hineinstecken muss, und diese Mehr an Leistung wird dann in der
> Tat ein in Form von Abwärme frei.

Diese Vergleiche hinken ohnehin.
Ein Verbrennungsmotor wandelt ja bekanntlich chemische Energie nicht 
direkt in  mech.Arbeit, sondern chemische Energie in Wärme + chemische 
Energie(z.B. umverbrannter Kraftstoff)  -> die Wärmeenergie wird dann in 
mech. Arbeit gewandelt, wodurch z.B. durch Reibungsverluste im Motor 
erneut Wärmeenergie entsteht.

Somit kann man die Logik der Aussagen des Wirkungsgrades von 
elektrischen Maschinen ohnehin nicht auf Verbrennungsmotoren übertragen.
Denn das würde ja bedeuten, ich vergleiche die verfügbare mechanische 
Leistung mit der zugeführten Chemischen Energie pro Zeiteinheit.

Also Sprit in Liter pro Zeiteinheit als aufgenommene Leistung mit der 
abgegebenen Leistung.

von osII (Gast)


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Walter K. schrieb:
> Also Sprit in Liter pro Zeiteinheit als aufgenommene Leistung mit der
> abgegebenen Leistung.

Du meinst also: Wäre die angegebene Leistung bei Kfz die aufgenommene,
dann könnte man sie auch in Litern Kraftstoff angeben? Dann ja. ;)

Unter weiterer Berücksichtigung der noch fehlenden Parameter stimmts.
(Untersch. Kraftstoffe, untersch. Motorkonzepte, etc. müßten dann als 
"Vorunterscheidung" angeführt werden.)

Offenkundig aus diversen Gründen sinnlos, Aufnahmeleistung kW/PS @ Kfz.
Und es kann nur die abgegebene gemeint sein. Sonst wär alles hinfällig,
wie viel PS ein Auto hat als Vergleich anzuführen, setzte jedes mal 100
Formeln voraus.

von Mani W. (e-doc)


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Joe F. schrieb:
> Wie warm bzw. kalt ist dann ein Neutronenstern

Und wie warm wird es, wenn ich mit einem 2Kg Hammer auf einen
Amboss schlage?

von J. S. (pbr85)


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Also wenn 55kW die thermische Leistung sein sollen, dann wären dann die 
dementsprechenden ~40PS auch als thermische Leistung gemeint, auch so 
wie es historisch entstanden ist als Einheit?:D

Natürlich nicht, es ist die mechanische Nutzleistung gemeint.

von nachtmix (Gast)


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Mani W. schrieb:
> Und wie warm wird es, wenn ich mit einem 2Kg Hammer auf einen
> Amboss schlage?

Gar nicht, wenn der Hammer elastisch zurück springt.

Wenn allerdings etwas plastisch verformbares dabei zusammengequetscht 
wird, kann es ziemlich warm werden.
Angeblich reicht die Hitze sogar um die Thermitreaktion zu starten, wenn 
zwischen Hammer und Amboss ein Stück verrostetes Eisen liegt, das mit 
einer Aluminiumfolie bedeckt ist.
Mangels schwerem Werkzeug ist es mir allerdings noch nicht gelungen 
einen solchen Funkenregen zu erzeugen.

von Mani W. (e-doc)


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nachtmix schrieb:
> Mangels schwerem Werkzeug ist es mir allerdings noch nicht gelungen
> einen solchen Funkenregen zu erzeugen.

Dann wird es wohl Zeit, den Hammer zu schwingen (5Kg) oder mehr,
Thor wusste das...

von osII (Gast)


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nachtmix schrieb:
> Gar nicht, wenn der Hammer elastisch zurück springt.

Das stimmt nicht exakt. Jede mechanische Einwirkung stößt oder drückt
Atome weiter an- und/oder auseinander als zuvor. So bringst Du auch
Energie ein - ganz egal, ob es zu einer dauerhaften Verformung kommt.
Allerdings kommt es bei zwei weichem Metallen und starker Verformung
dazu, daß aktuell mehr der Energie überhaupt bei diesem "Abfangen" in
thermische gewandelt wird (und auch just an der Stelle der Verformung).

Um den Verleich hier fair zumachen, müßte allerdings erst mal eine
Vorrichtung geschaffen werden, welche diesen zurückprallenden Hammer
so lange weiter auf die Stelle fallen läßt,bis er liegen bleibt...
Und auch der Versuch mit beiden Teilen (Amboß wie Hammerkopf) "weich"
genug, um die Fallenergie (fast oder völlig) ohne "Prellen" aufnehmen
zu können, müßte bei gleichem Gewicht Hebellänge Fallwinkel/-weite in 
selbiger Vorrichtung stattfinden.

Dann aber würde ich fast behaupten, der gesamte Energieeintrag wäre
nahezu der gleiche, auch wenn der elastische Versuch "nachzappelte",
und es eher nicht zu einer so starken punktuellen Erwärmung käme.

Was denkst Du, @nachtmix? (Viel Quatsch, aber evtl. ja nicht alles.)

von osII (Gast)


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osII schrieb:
> auch wenn der elastische Versuch "nachzappelte"

Wobei natürlich auch wieder Energie in die Luft... unter anderem
deshalb sagte ich auch nicht "Energieeintrag gleich hoch". (Was
davon der Hammer durch den Luftwiderstand, und was (weniger) der
Amboß durch reines Zittern verliert, und wie man das einordnet,
können wir gern außen vor lassen. Mir geht's mal nur darum, daß
auch elast. Materialien so erwärmt werden können, prinzipiell.)

von Tom (Gast)


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Hallo!

Danke danke schon mal für die Erklärversuche zur Frage des Threads.

Die Frage war explizit warum Wärme entsteht durch elektrschen Strom. 
Elektrisch!! Bitte STOPPT damit über mechanische Ursachen wie Motoren zu 
diskutieren. Dafür könnt ihr ja einen eigenen Beitrag starten.

BITTE ab hier wieder elektrisch!

Tom

PS: Der Artikel auf Spektrum oben ist ganz gut

von M.A. S. (mse2)


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Tom schrieb:
> Danke danke schon mal für die Erklärversuche ...
> ...BITTE ab hier wieder elektrisch!

Ist demnach die Frage für Dich noch nicht so beantwortet, wie Du es 
gerne hättest?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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M.A. S. schrieb:
> Ist demnach die Frage für Dich noch nicht so beantwortet, wie Du es
> gerne hättest?

So macht meine Frau das immer.

von M.A. S. (mse2)


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Stefanus F. schrieb:
> So macht meine Frau das immer.

Wie meinst Du das? :)

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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M.A. S. schrieb:
>> So macht meine Frau das immer.
> Wie meinst Du das? :)

Wiederholt nachfragen, bis die gewünschte Antwort kommt.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Tom schrieb:
> Die Frage war explizit warum Wärme entsteht durch elektrschen Strom.
> Elektrisch!!

Die Elektronen stoßen auf die Moleküle des Leiters. Dadurch wird deren 
kinetische Energie erhöht. Das ist nichts anderes als eine 
Temperaturerhöhung. (Stromwärmegesetz)
Das wurde schon mehrmals erwähnt.
Was fehlt Dir also noch?

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