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Mechanische Wellen

Eine mechanische Welle ist die Ausbreitung einer mechanischen Schwingung im Raum. Beispiele für mechanische Wellen sind Wasserwellen, Schallwellen und Erdbebenwellen.
Nach ihrem Charakter unterscheidet man zwischen Längswellen (Longitudinalwellen) und Querwellen (Transversalwellen).
Wellen können durch Diagramme, physikalische Größen oder Gleichungen beschreiben werden.

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Energieübertragung in der Zelle

Das Coenzym ATP ist in allen Zellen die wichtigste Form chemischer Energie. ATP ist die biochemische Batterie, in der die Energie aus den Nährstoffen gespeichert wird. Halbleer heißt diese Batterie ADP.
Die gewonnene Energie ( $Δ G$ ) wird genutzt, um endergone Vorgänge wie Biosynthesen, Bewegungs- und Transportprozesse anzutreiben. Der größte Teil zellulären ATPs entsteht durch oxidative Phosphorylierung in den Mitochondrien oder durch Fotophosphorylierung in den Chloroplasten. Weit weniger ATP wird über die Anlagerung/Übertragung anorganischer Phosphatreste von organischen Molekülen auf ADP erzeugt. Die oxidative Phosphorylierung ist allerdings von der Anwesenheit von Sauerstoff abhängig (aerobe Bedingungen). Als oxydative Phosphorylierung bezeichnet man eine komplizierte Folge von chemischen Reaktionen, welche die Funktion haben, die Energie, die bei der Oxidation eines Substrates mit Sauerstoff freigesetzt wird, in chemischer Form, als ATP, zu speichern.

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Energie und Energieerhaltung

Energie ist die Fähigkeit, mechanische Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder Licht auszustrahlen.

Formelzeichen:
Einheit:

E
ein Joule (1 J)

Die Energie ist eine Zustandsgröße und in abgeschlossenen Systemen eine Erhaltungsgröße. Für sie gilt der Energieerhaltuntgssatz.

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Energie und ihre Eigenschaften

Energie in ihren verschiedenen Formen wird in vielfältiger Weise genutzt. Dabei spielen unterschiedliche Eigenschaften der Energie eine wichtige Rolle:

	Energie kann gespeichert werden.
	Energie kann von einer Form in andere Formen umgewandelt werden.
	Energie kann von einem Objekt auf andere Objekte übertragen werden.
	Energie kann entwertet werden.

Dabei bleibt in einem abgeschlossenen System die Gesamtenergie erhalten.

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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:

Einheit:

ein Joule (1 J)

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

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Energieumwandlung

Bei physikalischen, technischen, chemischen oder biologischen Vorgängen kann Energie von einer Energieform in andere Energieformen umgewandelt werden.

Energieumwandlungen sind häufig auch mit Energieübertragung und Energieentwertung verbunden.

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Energieübertragung in der Zelle

Das Coenzym ATP ist in allen Zellen die wichtigste Form chemischer Energie. ATP ist die biochemische Batterie, in der die Energie aus den Nährstoffen gespeichert wird. Halbleer heißt diese Batterie ADP, ganz leer AMP.
Die gewonnene Energie ( $Δ G$ ) wird genutzt, um endergone Vorgänge wie Biosynthesen, Bewegungs- und Transportprozesse anzutreiben. Der größte Teil zellulären ATPs entsteht durch oxidative Phosphorylierung in den Mitochondrien oder Chloroplasten. Weit weniger ATP wird über die Anlagerung/Übertragung anorganischer Phosphatreste von organischen Molekülen auf ADP erzeugt. Die oxidative Phosphorylierung ist allerdings von der Anwesenheit von Sauerstoff abhängig (aerobe Bedingungen). Als oxydative Phosphorylierung bezeichnet man eine komplizierte Folge von chemischen Reaktionen, welche die Funktion haben, die chemische Energie, die bei der Oxidation eines Substrates mit Sauerstoff entsteht, in chemischer Form von ATP zu speichern. ATP ist also nicht nur Baustein der Nukleinsäuren, sondern auch der wichtigste Energieträger in der Zelle.

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Energieübertragung

Bei physikalischen, technischen, chemischen oder biologischen Vorgängen kann Energie nicht nur von einer Energieform in andere Energieformen umgewandelt, sondern auch auf andere Körper übertragen werden. Energieübertragung ist häufig mit Energieentwertung verbunden.

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Energieumwandlung

Bei physikalischen, technischen, chemischen oder biologischen Vorgängen kann Energie von einer Energieform in andere Energieformen umgewandelt werden.
Energieumwandlungen sind häufig auch mit Energieübertragung und Energieentwertung verbunden.

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Transformator

Transformatoren werden verwendet, um elektrische Energie eines Wechselstromes von einem Primärstromkreis auf einen Sekundärstromkreis zu übertragen. Bei dieser Übertragung kann man die Werte für die Spannungen und Stromstärken verändern. Das Funktionsprinzip von Transformatoren beruht auf der elektromagnetischen Induktion.

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Mechanische Wellen

Eine mechanische Welle ist die Ausbreitung einer mechanischen Schwingung im Raum. Allgemeiner gilt:

Eine Welle ist eine zeitlich und räumlich periodische Änderung physikalischer Größen.

Beispiele für mechanische Wellen sind Wasserwellen, Schallwellen oder Erdbebenwellen. Nach dem Verhältnis von Schwingungsrichtung der einzelnen Schwinger und Ausbreitungsrichtung unterscheidet man zwischen Längswellen (Longitudinalwellen) und Querwellen (Transversalwellen). Nach der Art ihrer Ausbreitung kann man zwischen linearen Wellen, Oberflächenwellen und räumlichen Wellen differenzieren.