Energieentwertung

Im Haushalt wird Elektroenergie verbraucht, die auch bezahlt werden muss. Bei der Übertragung von Fernwärme treten Energieverluste auf. Beim Betrieb einer Glühlampe wird elektrische Energie in Licht und Wärme umgewandelt. Etwa 95 % der aufgewandten elektrischen Energie werden in Wärme umgewandelt und an die Umgebung abgegeben. Diese Energie ist dann nicht mehr nutzbar.

Auch die Wärme, die vom Motor eines PKW an die Umgebung abgegeben wird, ist nicht mehr nutzbar. In der Technik spricht man von Energieverbrauch oder Energieverlust. Damit wird lediglich zum Ausdruck gebracht, dass sich durch Maschinen, Geräte und Anlagen - also durch Energiewandler - der Anteil derjenigen Energie verringert, die man weiter nutzen kann (Bild 1). Zum Schluss bleibt thermische Energie von Körpern bei Umgebungstemperatur übrig. Die ursprünglich vorhandene hochwertige Energie (z. B. elektrische Energie oder chemische Energie von Brennstoffen und Nahrungsmitteln) wird entwertet. Diese Erkenntnisse sind im Gesetz über die Energieentwertung zusammengefasst. Es lautet:

Bei allen Vorgängen in Natur und Technik entsteht thermische Energie. Diese kann der Umgebung von allein weder entzogen noch nutzbar gemacht werden. Die ursprünglich vorhandene Energie wird beim Betrieb von Maschinen, Geräten und Anlagen entwertet.

Das Gesetz lässt sich auch folgendermaßen formulieren:

Wärme geht niemals von selbst von einem Körper niedrigerer Temperatur auf einen Körper höherer Temperatur über.

Eine andere Formulierung lautet:

Alle Vorgänge, bei denen thermische Energie auftritt, laufen von allein nur in einer Richtung ab.

Beispiel:
Ein heißer Körper, z. B. eine Tasse mit heißem Tee, gibt solange thermische Energie an die Umgebung ab, bis er die Umgebungstemperatur erreicht hat. Der umgekehrte Vorgang geht niemals von allein vor sich. Das Gesetz über die Energieentwertung wird auch als 2. Hauptsatz der Wärmelehre bezeichnet. Es wurde von dem deutschen Physiker ROBERT CLAUSIUS (1822-1888) entdeckt.

Energieentwertung und Energieerhaltung

Trotz der Entwertung der Energie, d. h. ihrer Umwandlung in nicht mehr nutzbare Formen, bleibt die Gesamtenergie erhalten. Energieerhaltung und Energieentwertung treten bei allen Vorgängen in Natur und Technik gleichzeitig auf. Hochwertige Energie wird in minderwertigere Energie umgewandelt. Insofern wird hochwertige Energie verbraucht. Die in der Technik üblichen Begriffe Energieverbrauch und Energieverlust beinhalten diese Zusammenhänge und stehen damit nicht im Widerspruch zum Energieerhaltungssatz.