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  6. Hubarbeit

Hubarbeit

Hubarbeit wird verrichtet, wenn ein Körper durch eine Kraft gehoben wird. Ist die Kraft konstant und wirkt sie in Richtung des Weges, so gilt für die Hubarbeit:

W H = F G ⋅ h    oder W H = m ⋅ g ⋅ h                           F G      Gewichtskraft des Körpers                           h        Höhe , um die der Körper                                    gehoben wird (Weg)                           m       Masse des Körpers                           g        Fallbeschleunigung (Ortsfaktor)

Die Hubarbeit wird wie die anderen Arten mechanischer Arbeit in den Einheiten ein Newtonmeter (1 Nm) und ein Joule (1 J) gemessen.

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Erklärvideos und Übungen zum Thema Hubarbeit gibt es hier!

Die Hubarbeit ist eine Art der mechanischen Arbeit und wie jede Arbeit eine Prozessgröße. Hubarbeit wird z. B. verrichtet, wenn durch eine Kraft ein Körper gehoben wird (Bild 1), wenn man einen Koffer anhebt oder wenn man eine Treppe hinaufsteigt.
Die zum Heben eines Körpers erforderliche Kraft ist seine Gewichtskraft. Der beim Heben zurückgelegte Weg ist die Höhe, um die der Körper gehoben wird. Gewichtskraft und Weg haben die gleiche Richtung. Demzufolge kann die Hubarbeit berechnet werden mit der Gleichung:

W H = F G ⋅ h    oder W H = m ⋅ g ⋅ h                           F G      Gewichtskraft des Körpers                           h        Höhe , um die der Körper                                    gehoben wird (Weg)                           m       Masse des Körpers                           g        Fallbeschleunigung (Ortsfaktor)

  • Beim Heben eines Körpers wird Hubarbeit verrichtet.

    Heribert Braun, Berlin

  • BWS-PHY-0307-03.mcd (10.53 KB)

Beim Verrichten von Hubarbeit an einem Körper vergrößert sich dessen potenzielle Energie (Bild 2). Für den Zusammenhang zwischen der Hubarbeit und der Änderung der potenziellen Energie gilt:

W H = Δ E p o t

  • Hubarbeit bewirkt die Änderung der potenziellen Energie
Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Hubarbeit." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/index.php/schuelerlexikon/physik/artikel/hubarbeit (Abgerufen: 20. May 2025, 20:40 UTC)

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  • zurückgelegter Weg
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Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik ist der Energieerhaltungssatz, formuliert für thermodynamische Prozesse. Die heute bekannte mathematische Formulierung des 1. Hauptsatzes der Thermodynamik stammt von RUDOLF CLAUSIUS und wurde von ihm um 1850 so formuliert:

Die einem thermodynamischen System zugeführte Wärme ist gleich der Summe aus der Änderung der inneren Energie des Systems und der von ihm verrichteten mechanischen Arbeit.

Δ U = W + Q Δ U Änderung der inneren Energie des Systems W vom System oder am System verrrichtet mechanische Arbeit (Volumenarbeit) Q vom System aufgenommene oder abgegebene Wärme

Eine andere übliche Formulierung des 1. Hauptsatzes der Thermodynamik lautet:
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Die Wärme

Die Wärme ist eine relativ komplizierte physikalische Größe, deren Wesen erst im Laufe vieler Jahrzehnte geklärt werden konnte. Heute kann man klar definieren: Die Wärme gibt an, wie viel thermische Energie von einem Körper auf einen anderen Körper übertragen wird.

 Formelzeichen:Q
 Einheit:ein Joule (1 J)

Die Wärme ist wie die mechanische Arbeit eine Prozessgröße, da sie den Prozess der Energieübertragung zwischen Körpern beschreibt.

Arten mechanischer Arbeit

Mechanische Arbeit wird verrichtet, wenn ein Körper oder ein System durch eine einwirkende Kraft bewegt oder verformt wird. Dabei unterscheidet man traditionsgemäß je nach dem betreffenden Vorgang zwischen verschiedenen Arten der Arbeit. Wichtige Arten sind

 
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Häufig wirken bei einem Vorgang auch mehrere Arten von Arbeit.

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Mechanische Leistung

Die mechanische Leistung gibt an, wie viel mechanische Arbeit in jeder Sekunde verrichtet wird.

Formelzeichen:
Einheit:
P
ein Watt (1 W)

Sie ist damit ein Maß dafür, wie schnell oder wie langsam mechanische Arbeit verrichtet wird, also ein Maß für die Arbeitsgeschwindigkeit. Sie kann berechnet werden mit den Gleichungen:

P = d W d t P = Δ W Δ t P = W t

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