Lageenergie

[Don P]

Hallo zusammen,

Zur Zeit mache ich mir mal wieder Gedanken zur Ernergiespeicherung.

In Pumpkraftwerken z.B. wird ja Lageenergie genutzt. Die Berechnung erfolgt nach der Formel m*g*h, also wenn z.B. eine Masse m=1kg auf h=1m Höhe liegt, entspricht das einer Lageenergie von knapp 1kg * 10m/s² * 1m = 10kg*m²/s² = 10J, richtig?

Eine Tonne Masse (z.B. 1000 Liter Wasser) auf 10m Höhe hätte dann 1000 * 10 = 10.000fache Lageenergie, was 100.000 J bzw. 100 kJ sind.

Bringt man nun diese Tonne Material innerhalb einer Stunde von ihren 10m Höhe auf 0m, dann gewinnt man bei idealen 100% Wirkungsgrad eine Leistung von knapp 28W¹.

Nur lächerliche 28 Watt? D.h. mit 28 Watt kann man theoretisch eine Tonne Material innerhalb einer Stunde auf 10m Höhe bringen? Das scheint mir irgendwie zu wenig.

Stimmt das wirklich oder hab' ich irgendwo einen Fenkdehler?

¹ Gemäß dem Umrechner hier.

Gruß, Don P

[bleicher]

Grüße,
genau genommen sogar 27,25 Watt plus/minus Verlsute (je nach Richtung)
warum scheint es denn wenig? 1 Tonne Wasser/Stunde sind läppische 0,3 liter pro Sekunde
MFG
bleicher

[Don P]

Hallo,

warum scheint es denn wenig?

Naja, weil mir eine Tonne schon recht schwer vorkommt, und die müssen immerhin auf 10m Höhe gebracht werden. Eine Tonne einfach mal Anheben mit Muskelkraft geht ja nicht, und seien es auch nur wenige Millimeter. Steckt denn soooo wenig Kraft in menschlichen Muskeln bzw. so wenig Leistung uns? Da sind wir ja richtige Schwächlinge ;)

Gruß, Don P

[Der Martin]

Hi,

warum scheint es denn wenig?
Naja, weil mir eine Tonne schon recht schwer vorkommt, und die müssen immerhin auf 10m Höhe gebracht werden. Eine Tonne einfach mal Anheben mit Muskelkraft geht ja nicht

och, kein Problem - mit einem mehrgängigen Flaschenzug beispielsweise, oder einem Spindelantrieb mit entsprechend kleiner Gewindesteigung. Das geht dann natürlich entsprechend langsam, aber du betrachtest den Vorgang ja auch auf eine Stunde bezogen.

Stell dir vor, du setzt den Wagenheber an, um dein Auto hochzubocken. Gut, da hebst du nicht das ganze Auto an, sondern nur einen Teil der Masse. Aber ein paar hundert kg werden es effektiv schon sein. Und da hebst du auch mit Muskelkraft schon, sagen wir, 500kg um 10cm an (wir gehen mal von einem Wagen der oberen Mittelklasse mit rund 1500kg Leergewicht aus). Wie lange brauchst du zum Hochkurbeln? Eine Minute? Und dabei verausgabst du dich wahrscheinlich noch nicht besonders. - Okay. Jetzt stell dir die Gewindesteigung im Wagenheber noch um den Faktor 2 feiner vor, dann könntest du eine Tonne in zwei Minuten um 10cm anheben, oder -wenn dir nicht die Puste ausgeht- in einer Stunde um 3m. Die Größenordnung passt doch ganz gut, oder?

Steckt denn soooo wenig Kraft in menschlichen Muskeln bzw. so wenig Leistung uns? Da sind wir ja richtige Schwächlinge ;)

Durchaus nicht. Ich habe mal gelesen, dass ein "durchschnittlich" trainierter Mensch kurzzeitig (für ein paar Sekunden) problemlos weit über ein kW Leistung bringen kann, und 200..300W auch über einen längeren Zeitraum. Sooo schlecht sind wir gar nicht. :-)

Ciao,
 Martin

[bleicher]

Grüße,

Steckt denn soooo wenig Kraft in menschlichen Muskeln bzw. so wenig Leistung uns? Da sind wir ja richtige Schwächlinge ;)

Durchaus nicht. Ich habe mal gelesen, dass ein "durchschnittlich" trainierter Mensch kurzzeitig (für ein paar Sekunden) problemlos weit über ein kW Leistung bringen kann, und 200..300W auch über einen längeren Zeitraum. Sooo schlecht sind wir gar nicht. :-)

nimm eine 10KG hantel in die hand - und rechne das mit dem hebelverhältniss ellbogen-handfläche/ellbogen-bizepssehne. ich schätze das auf über 100Kg für muskelbelastung
MFG
bleicher

[Jean-Max]

Bounjoun Der Martin,

Stell dir vor, du setzt den Wagenheber an, um dein Auto hochzubocken. Gut, da hebst du nicht das ganze Auto an, sondern nur einen Teil der Masse. Aber ein paar hundert kg werden es effektiv schon sein. Und da hebst du auch mit Muskelkraft schon, sagen wir, 500kg um 10cm an (wir gehen mal von einem Wagen der oberen Mittelklasse mit rund 1500kg Leergewicht aus). Wie lange brauchst du zum Hochkurbeln? Eine Minute? Und dabei verausgabst du dich wahrscheinlich noch nicht besonders.

Vielleicht war es nicht verausgabend, aber ziemlich anstrengend und dauerte mehr als 1mn... ;)

Adiou.

[Der Martin]

Hallo,

Stell dir vor, du setzt den Wagenheber an, um dein Auto hochzubocken. [...]
Vielleicht war es nicht verausgabend, aber ziemlich anstrengend und dauerte mehr als 1mn... ;)

ja, ich hab's gelesen (allerdings erst nachdem ich dieses Posting schrieb), und ich kann's mir lebhaft vorstellen. Aber bei dir bestand ja, wenn ich es richtig verstanden habe, das größte Problem nicht im Hochkurbeln, sondern die festgebackene Felge runterzukriegen.

Schönes WE,
 Martin

[ChrisB]

Hi,

Ich habe mal gelesen, dass ein "durchschnittlich" trainierter Mensch kurzzeitig (für ein paar Sekunden) problemlos weit über ein kW Leistung bringen kann, und 200..300W auch über einen längeren Zeitraum.

Langsam verstehe ich, warum es immer wieder Leute gibt, die sich Glühbirnen in den ... einführen - das sind gar keine Sickos, sondern neugierige Physiker!

MfG ChrisB

[Der Martin]

Hallo,

Langsam verstehe ich, warum es immer wieder Leute gibt, die sich Glühbirnen in den ... einführen - das sind gar keine Sickos, sondern neugierige Physiker!

naja, betrachte es mal von der anderen Seite: Wenn hinten noch so viel Leistung kommt, dass es für 'ne Lampe reicht, ist die Verdauung nicht effizient. Ich muss also an meiner Ernährung arbeiten. ;-)

Ciao,
 Martin

[Tom]

Hello,

Langsam verstehe ich, warum es immer wieder Leute gibt, die sich Glühbirnen in den ... einführen - das sind gar keine Sickos, sondern neugierige Physiker!

naja, betrachte es mal von der anderen Seite: Wenn hinten noch so viel Leistung kommt, dass es für 'ne Lampe reicht, ist die Verdauung nicht effizient. Ich muss also an meiner Ernährung arbeiten. ;-)

Vielleicht ist die Verdauung auch besonders intelligent. Sie arbeitet mit Parallelstabilisierung. Was anderes bleibt ihr auch nicht übrig, wenn Du oben immer wieder neue Nahrung hinterherschiebst, und trotzdem nicht dicker werden willst.

Liebe Grüße aus dem schönen Oberharz

Tom vom Berg

[Jean-Max]

Bounjoun Tom,

Vielleicht ist die Verdauung auch besonders intelligent.

Vielleicht auch nicht...

Sie arbeitet mit Parallelstabilisierung. Was anderes bleibt ihr auch nicht übrig, wenn Du oben immer wieder neue Nahrung hinterherschiebst, und trotzdem nicht dicker werden willst.

Du hast das Schema »Halbverwertung« halbwegs richtig beschrieben. Manche Menschen sind aber Vollverwerter, alles was von oben 'reinkommt wird vollständig verwertet, die Folge ist ein Wachsen in die Breite.

Bei Halbverwertern ist die Folge einer üppigen Nahrungszufuhr eine überproportionale Masse, die auf der anderen Seite 'rauskommt: deren Körper nehmen immer nur die für das Funktionieren notwendige Menge - so wie bei mir, der ich seit Jahren zw. 63 und 67kg wiege, egal was ich mir 'reinziehe ;)

Adiou.

[Jens Holzkämper]

Tach,

Naja, weil mir eine Tonne schon recht schwer vorkommt, und die müssen immerhin auf 10m Höhe gebracht werden.

eine Tonne Wasser ist ein Würfel mit einer Kantenlänge von 1m, so viel ist das nicht.

mfg
Woodfighter

[O'Brien]

Hi.

Naja, weil mir eine Tonne schon recht schwer vorkommt, und die müssen immerhin auf 10m Höhe gebracht werden.

eine Tonne Wasser ist ein Würfel mit einer Kantenlänge von 1m, so viel ist das nicht.

Wobei mir wieder die Scherzfrage aus meiner Kindheit einfällt:
Was ist schwerer, eine Tonne voll Blei oder eine Tonne voll Daunenfedern?

Schönen Sonntag noch!
O'Brien

[Der Martin]

Hallo,

eine Tonne Wasser ist ein Würfel mit einer Kantenlänge von 1m, so viel ist das nicht.
Wobei mir wieder die Scherzfrage aus meiner Kindheit einfällt:
Was ist schwerer, eine Tonne voll Blei oder eine Tonne voll Daunenfedern?

schade, dass dir die Formulierung verunglückt ist und so der eigentliche Witz verlorengeht.
Mit "eine Tonne _voll_" ist eindeutig die Tonne als Gefäß gemeint.
Richtig sollte die Scherzfrage also heißen: "... eine Tonne Blei oder eine Tonne Federn?"

Die meisten Leute fallen übrigens auch noch drauf rein, wenn man "Tonne" durch "Kilogramm" ersetzt. Ein Kilogramm Blei ist für viele halt schwerer als ein Kilogramm Federn.

Schönes Wochenende,
 Martin

[O'Brien]

Hi.

eine Tonne Wasser ist ein Würfel mit einer Kantenlänge von 1m, so viel ist das nicht.
Wobei mir wieder die Scherzfrage aus meiner Kindheit einfällt:
Was ist schwerer, eine Tonne voll Blei oder eine Tonne voll Daunenfedern?

schade, dass dir die Formulierung verunglückt ist und so der eigentliche Witz verlorengeht.

Au contraire, mon capitan!

Denn meine Formulierung ist der eigentliche Witz. Ich war eben damals schon ein Wortklauber, der die allseits bekannte Scherzfrage derart umformuliert hat, dass die meisten darauf reingefallen sind, weil sie nämlich nicht genau hingehört haben und nach dem Motto „Kenn ich schon, weiß ich doch“ gesagt haben, dass beides gleich schwer ist.

Mit "eine Tonne _voll_" ist eindeutig die Tonne als Gefäß gemeint.

Eben, genau darum schrieb ich es ja so.

Schönen Sonntag noch!
O'*Wortklauber*Brien

[Klawischnigg]

Hi there,

Nur lächerliche 28 Watt? D.h. mit 28 Watt kann man theoretisch eine Tonne Material innerhalb einer Stunde auf 10m Höhe bringen? Das scheint mir irgendwie zu wenig.

Tja, weil im Begriff der Leistung eben die Zeit eine wichtige Rolle spielt. Wenn Du Dir dafür 10 Stunden Zeit lässt, geht das ganze sogar mit noch läppischeren 2.8 Watt...

[Don P]

Hallo,

Nur lächerliche 28 Watt? D.h. mit 28 Watt kann man theoretisch eine Tonne Material innerhalb einer Stunde auf 10m Höhe bringen? Das scheint mir irgendwie zu wenig.

Tja, weil im Begriff der Leistung eben die Zeit eine wichtige Rolle spielt. Wenn Du Dir dafür 10 Stunden Zeit lässt, geht das ganze sogar mit noch läppischeren 2.8 Watt...

Aha, das war mir eben nicht so richtig klar, bzw. ist es immer noch nicht. Wenn für eine Glühbirne oder wie die neumodischen Dinger jetzt heißen ^^ z.B. X Watt Verbrauch angegeben sind, auf wieviel Zeit bezieht sich das dann? Oder kann man das nicht so sagen? Leistung ist doch schon Energie pro Zeit. Wenn man also nur Leistung als Angabe hat, kann man konkret weder Energie noch die Zeit daraus ermitteln... isch dann kongkrätt unschaf mann oder was ;) ??

Verwirrter Gruß,
Don P

[Don P]

Hallo,

Wenn für eine Glühbirne [...] z.B. X Watt Verbrauch angegeben sind, auf wieviel Zeit bezieht sich das dann? Oder kann man das nicht so sagen?

Ok, so langsam dämmert es mir. Die genutzte oder verbrauchte Energie kann man ja wieder berechnen durch Multiplizieren mit der Zeit, was dann z.B. kWh ergibt.

Beim Beispiel mit den 10t in 10m Höhe könnte man daraus theoretisch eine Stunde lang etwa 27W gewinnen oder immerhin 270W sechs Minuten lang. Bei einer praktischen Umsetzung wird der Wirkungsgrad wohl nur bei 50% oder so liegen, je nachdem, wie man sowas baut.

Gruß, Don P

[Detlef G.]

Hallo Don P

… Bei einer praktischen Umsetzung wird der Wirkungsgrad wohl nur bei 50% oder so liegen, je nachdem, wie man sowas baut.

Dann wäre es nicht gut gebaut.
Pumpspeicherkraftwerke (zwei mal Verlust, hochpumpen und ablassen) erreichen laut Wikipedia 70 bis 85%.

Auf Wiederlesen
Detlef

[Klawischnigg]

Hi there,

Wenn für eine Glühbirne oder wie die neumodischen Dinger jetzt heißen ^^ z.B. X Watt Verbrauch angegeben sind, auf wieviel Zeit bezieht sich das dann?

Eine Angabe von 100 W bedeutet, daß Du, wenn Du das Zeug 10 Stunden brennen lässt, die Energie von 1 KWh verbrauchst.

Wenn man also nur Leistung als Angabe hat, kann man konkret weder Energie noch die Zeit daraus ermitteln... isch dann kongkrätt unschaf mann oder was ;) ??

Im Prinzip ist es genau so. 100 Watt können soundsoviel Energie pro Zeit x bedeuten oder aber auch zehnmal von soundsoviel Energie in der zehnfachen Zeit...

[O'Brien]

Hi.

Eine Angabe von 100 W bedeutet, daß Du, wenn Du das Zeug 10 Stunden brennen lässt, die Energie von 1 KWh verbrauchst.

Kelvin-Watt-Stunden? OK, warm wird die Glühlampe ja …

Schönen Sonntag noch!
O'Brien

[Matthias Apsel]

Om nah hoo pez nyeetz, O'Brien!

Eine Angabe von 100 W bedeutet, daß Du, wenn Du das Zeug 10 Stunden brennen lässt, die Energie von 1 KWh verbrauchst.

Kelvin-Watt-Stunden? OK, warm wird die Glühlampe ja …

nein, Kayser-Werst-Stunden, letztlich eine Zeitangabe …

Matthias