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JOULE UND DIE ENERGIE

Ohne Energie geht gar nichts. Mit Energie kann man Strahlen (Licht, Mikrowellen, Radiowellen usw.), Wärme und Bewegung erzeugen. Ohne Energie kann man all das nicht tun. Ohne Energie gäbe es keinen Verkehr, keine Elektronik, ja nicht einmal Leben. Energie ist eine so genannte Erhaltungsgröße. Das heißt, man kann Energie nicht beliebig erzeugen oder vermehren sondern nur aus vorhandener Energie umwandeln. Zur Erzeugung von Wärmeenergie braucht man Holz, Kohle oder Öl, für Licht braucht man Elektrizität, und für das Auto Benzin. Die Energie, die im Benzin, in der Kohle oder im Holz steckt, wurde aus der Nahrungskette entnommen, und diese Energie stammt aus der Photosynthese der Pflanzen. Energie ist die große zentrale physikalische Größe der Naturwissenschaften. Lange Zeit hat man die Energie in Kalorien gemessen, aber diese Einheit ist veraltet und heute technisch unbrauchbar. Sie wurde durch "Joule" ersetzt. Eine Kalorie sind etwa 4,2 Joule.

Der Namensgeber für die Einheit der Energie, James Prescott Joule (1818-1889), war ein britischer Physiker. Sein Vater war Besitzer einer Bierbrauerei, die der Sohn später übernahm. James konnte aufgrund eines angeborenen Rückenleidens nicht zur Schule gehen und wurde zusammen mit seinem Bruder Benjamin von Privatlehrern unterrichtet.

Als James sechzehn Jahre alt war, wurde er zum berühmten Naturforscher John Dalton (1766-1844) geschickt, dem Begründer der modernen Atomtheorie. Mit großer Herzenswärme nahm sich Dalton der beiden Söhne des reichen Bierbrauers an und brachte ihnen die Grundzüge der Mathematik und Naturwissenschaften bei. Joule interessierte sich in der Folge für Elektrizität und Thermodynamik. In der Fabrik des Vaters beobachtete er Pumpen, Ventile und Düsen. Später begann er in seiner Freizeit, das Phänomen der Wärme genauer zu untersuchen. Im Verlauf seiner Forschungen formulierte Joule 1840 ein Gesetz, das man heute das "Joulesche Gesetz" nennt. Demnach ist die Wärmemenge, die ein elektrischer Strom in jeder Sekunde in einem Leiter erzeugt, dem Widerstand des Leiters und dem Quadrat des Stromes proportional. Dieses Gesetz konnte Joule später durch Experimente erhärten.

Mit Hilfe verschiedener Methoden und mit Unterstützung seines Freundes Lord Kelvin entdeckte Joule auch die Beziehung zwischen Wärme und mechanischer Energie, das "mechanische Wärmeäquivalent". Mit dieser wichtigen Entdeckung bereitete Joule der Dampfmaschine und damit dem Industriezeitalter den Weg. Joule als Einheit der Energie zählt heute zu den wichtigsten technischen Einheiten.

Kelvin
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© 2002 Rudolf Öller, Bregenz