Energie Ammann Gersau

Wasser_Energie.htm         von Karl Ammann Gersau

aus:

Gesamtenergie Verbrauch Welt

zur Stromproduktion Welt

zur Stromproduktion Schweiz 2018

Wasser
2,2 %
16.6 %
55 %

Uran
6,9 %
17.1 %
36 %

Kohle
23,3 %
38.7 %

Erdgas
21,2 %
18.3 %

Erdoel
35 %
7.5 %

anderem
10,9 %

1 Liter Wasser gibt 1700 Liter Dampf

1 kWh braucht ca. 5000 Liter Wasser in einer Druckleitung mit 100 Meter Gefälle (ca.70% Wirkungsgrad berücksichtigt).

1 Liter Wasser verdampfen, braucht 0,639 kWh

Eine Kochherdplatte 6 Minuten eingeschaltet, braucht ca.1100 Liter Wasser, das 100 Meter fällt.

1 Liter Wasser von 0°-100° erwärmen, braucht 0,116 kWh

1 Liter Heizöl entspricht ca 10 kWh, =ca. 50'000 Liter Wasser in einer Druckleitung von 100m Höhe.

1 Haus (EFH) 1 Tag heizen braucht ca. 100 kWh

Der Kerosin-Verbrauch bei Gross-Flugzeugen ist in etwa 1600 ℓ/100 km, d.h.
ca 4 ℓ/Person/100km, für 2 Personen 8 ℓ/100 km.
Auf die Distanz kommt es an. Wenn jemand eine Reise mit 10'000 km statt mit 1000km macht, ist der Energieverbrach 10-mal höher, egal ob mit Flugzeug oder Auto. Dies entspricht dann in etwa einem Jahresdurchschnitt eines Autos.

Jumbo 75% belegt, 1600 ℓ/100km, Kerosin,
ergibt 1600:320 Personen = 5ℓ pro P
Kerosin auf 100 km
5 ℓ pro Person

Somit für 2 Personen
10 ℓ für 2 Pers.

Rom 2 Personen retour (1400 km)

140 ℓ auf 1400 km

Canaria 2 Personen retour (5800 km)
580 ℓ

New York 2 Pers. retour (14'300 km)
1430 ℓ

Neuseeland 2 Pers. retour (34'000 km)
3400 ℓ

Energie + Wassermenge, die mit 100 Metern Druck abfliessen muss.

Kochherdplatte 20 Min.in Betrieb

0,7 kWh

3'800 Liter

Badewanne auf 35 °C

7,6 kWh

38'000 Liter

Autofahrt 100 km

76 kWh

380'000 Liter

Autofahrt 1000 km

760 kWh

3'800'000 Liter

Flug NewYork retour / Person

7600 kWh

38'000'000 Liter

Gesamtenergie-Primärenergieverbrauch pro Ew. pro Stunde.

USA

10,6 kWh

Russland

5,7 kWh

Schweiz

5.1 kWh

China

1.2 kWh

Bangladesch

0.2 kWh

Physik - Energieformeln

Masse (m)

Körper, die sich gegenseitig anziehen. kg. Urkilogramm in Paris Zylinder D 39mm,39mm hoch aus Platin-Iridium

Kraft

Masse * Beschleunigung    1 kg m/s² = 1 Newton

Gewicht

Schwerkraft auf Erde von 1 kg =1 kp(alt) oder 1 kg = 9.81 kgm/s²    = 9.81 Newton (N)

Arbeit

Kraft * Weg    1 kpm = 9.81 Nm    oder 9.81 kgm²/s²=9.81Joule,9.81Ws
1Ws=0.102kpm    1 kWh=367000 kpm=860 kcal

Energie

Lage:        >potentielle Energie=m *g *h
Bewegung: >kinetischeEnergie=m * v² / 2
Einheit wie bei Arbeit (Ws oder kWh)
Die Energiesumme ist in einem abgeschlossenen System dauernd konstant.
Z.B.Ein Kühlschrank nimmt el.Energie auf, entzieht im Innern Wärme, gibt Wärme an die Raumluft ab. Die abgegebene Wärme heizt damit die Raumluft. Wenn also die Raumluft ohnehin geheizt werden muss, ist der Kühlschrankbetrieb energieneutral, egal wieviel Strom der Kühlschrank braucht. Das gleiche gilt für Lampen und andere Geräte während der Heizperiode.

Leistung

Arbeit/Zeit = Ws/sec = Watt     1 kpm/s = 9.81 Watt      0.102 kpm/s = 1 Watt      Elektro:Volt*Ampère=Watt

Impuls

Impuls (Bewegungsgrösse) =Masse * v     kgm/s

Beschleunigung

Geschwindigkeitsänderung pro s
Erdbeschleunigung= g = 9.81 m/s²

Freier Fall

Freier Fall  v =√2gh   h =v²/2g     Aufgrund der Zeit h=g*t²/2    Ausfluss aus Gefäss v=√2gh

Wärme-Energie

Ist lediglich Bewegungsenergie der Moleküle.
Q=c*m*Grad     c bei Wasser=1   Stahl=0.12
1 kg Wasser um 1° braucht 1 kcal =426.93kpm =0.00116kWh
0-Punkt der Celsius-Skala=273.15° Kelvin.
Wärmeenergie kann nicht restlos in mech.Arbeit verwandelt werden, umgekehrt jedoch schon.
1 kWh=367000kpm=860 kcal

Wärme-Energie

Verdampfen:1 kg Wasser braucht 550 kcal=0,64 kWh
Verdunsten,Kondensieren:ca 600 kcal=0.7 kWh
1 kg Wasser gibt 1700 L Dampf bei 1Atm.

Wärme-Energie

Schmelzwärme:1 kg Wasser(Eis) zu schmelzen: 80 kcal=0,093 kWh

Sonnen-Energie

senkrechte Strahlen: 1.4 kW/ m²      oder 2 cal/cm²/min
Mittel in Europa1150 kWh/ m²/Jahr

Kern-Energie

E=m * c²    1 kg Masse=2.37 * 10¹⁰ kWh      1gr=24 Millionen kWh

Kern-Fusion

1 kg Helium liefert 200 Millionen kWh

Kern-Spaltung

1 kg Uran235 verliert 1g    gleich  Energie=25 Mill.kWh =2500t Steinkohle =20000t TNT-Sprengstoff

El.Leistung

Volt x Ampère = Watt

Cu-Leitungen für 220 V 10 A Durchmesser =mind 1.4 mm

El.Spannung

Volt bedeutet Druck (wie bei Wasser). Am Minus zuviel Elektronen, am Plus zuwenig.

Bis 50 V für den Menschen ungefährliche Spannung.

El.Strom

Ampère Stromstärke, Elektronen fliessen vom  - zum+, technisch vom + zum - (da festgelegt vor genauer Kenntnis) Ampère=Watt/Volt
Elektronen sind negativ und kreisen mit ca 2000 km/s um den Kern. Im Leiter fliessen Elektronen mit ca.1mm/sec, aber alle gleichzeitig, sodass 300'000km/sec.
Der menschl.Körper leitet Strom (mit Widerstand Hand-Hand ca 1200Ω).
1 mA=Wahrnehmbarkeitsschwelle, bis 5 mA harmlos, 25 mA Herzstillstand im allg.nur solange der Strom fliesst, ab 50 mA meist Bewusstlosigkeit und Herzstillstand.
FI-Schalter sollten unterbrechen wenn Differenz vom zufliessenden zum zurückfliessenden Strom 15 mA übersteigt, d.h. wenn 15 mA über einen Körper zur Erde und nicht mehr zur Sicherung fliessen.

El.Widerstand

Wenn bei 1 Volt 1Amp. fliesst, ist der Widerstand 1Ohm (Ω)     Amp=Volt/Ω

Luft

Luftfeuchtigkeit 100% (Sättigung)   bei -10°=2.33g/m³    -5°=3.38    0°=4.82    5°=6.75    10°=9.36    15°=12.75     20°=17.23     25°=22.93      30°=30.21g/m³

Luft-Druck

1 physik.Atmosphäre(1atm) =10.33 m Wassersäule =1.033 kp/cm²       = 760 Torr=1.013bar=101,3kPa

Bei Meereshöhe bei 15°C im Jahresdurchschnitt=1atm     auf 500m=716 Torr,    je ca.8 m = +1 mbar oder 100 Pa

Luft-Druck

1 tech.Atmosphäre(1at) =10 mWS =1 kp/cm² =0.981 bar = 736 Torr= 1bar=10⁵ Pa

Luft-Druck

Temperatur je 100m höher -1°C, bei gleichzeitigem Regen nur -0.5°C     Erwärmung proportional Druck: Druck1/Druck2=(°C1+273)/(°C2+273)

Wasser

chem:H₂O, bei 4°C am schwersten,   Gefrierpunkt=0° Siedepunkt=100°
Wasserdruck 10 m Wasser=1 kp/cm²
Auftrieb=dem Gewicht der verdrängten Flüssigkeit.
Ausfluss aus einem Gefäss v=μ√2gh   (μ=0.6-1.0)
Energielinienhöhe in Strömungen=
Stat.Druckhöhe (W.Spiegelhöhe) +Geschwindigkeitshöhe,Staudruck (v²/2g)
= Energielinienhöhe
Grundsätzlich ist die Energieliniehöhe konstant, durch Verluste (Reibung,Turbinen, etc) entsteht ein Gefälle der Energielinie,
Die Drucklinie zeigt die Wasserspiegelhöhe.
Bei ruhendem Wasserspiegel ist die Drucklinie identisch mit der Energielinie.
Bei Stau eines Fliessgewässers steigt die Drucklinie und damit der Wasserspiegel an.

Tabelle
Kraft

N=Newton=kgm/sek²

kp

dyn

1

0.102

100'000

9,81

1

981'000

Arbeit

Nm=Wsek=Joule

kWh

kpm

kcal

1

0.000000278

0,102

0,000239

3'600'000

1

367'000

860

9,81

0.00000272

1

0,00234

4187

0,00116

427

1

Leistung

W

kW

kpm/s

PS

1000

1

102

1,36

9,81

0,00981

1

0,0133

735,5

0,7355

75

1

Druck

Pa=N/m²

at=kp/cm²
tech.Atmosp

atm
phys.

bar

Torr

mWS

1

0,0000102

0,00000987

0,00001

0,0075

0,000102

0,000981

1

0,968

0,981

735,6

10

0,00001013

1,033

1

1,013

760 mmHG

10,330

100'000

1,02

0,987

1

750

10,200

133

0,00136

0,00132

0,00133

1

0,0136

aus:	Gesamtenergie Verbrauch Welt	zur Stromproduktion Welt	zur Stromproduktion Schweiz 2018
Wasser	2,2 %	16.6 %	55 %
Uran	6,9 %	17.1 %	36 %
Kohle	23,3 %	38.7 %
Erdgas	21,2 %	18.3 %
Erdoel	35 %	7.5 %
anderem	10,9 %

1 Liter Wasser gibt 1700 Liter Dampf		1 kWh braucht ca. 5000 Liter Wasser in einer Druckleitung mit 100 Meter Gefälle (ca.70% Wirkungsgrad berücksichtigt).
1 Liter Wasser verdampfen, braucht 0,639 kWh		Eine Kochherdplatte 6 Minuten eingeschaltet, braucht ca.1100 Liter Wasser, das 100 Meter fällt.
1 Liter Wasser von 0°-100° erwärmen, braucht 0,116 kWh		1 Liter Heizöl entspricht ca 10 kWh, =ca. 50'000 Liter Wasser in einer Druckleitung von 100m Höhe. 1 Haus (EFH) 1 Tag heizen braucht ca. 100 kWh

Jumbo 75% belegt, 1600 ℓ/100km, Kerosin, ergibt 1600:320 Personen = 5ℓ pro P		Kerosin auf 100 km 5 ℓ pro Person
Somit für 2 Personen		10 ℓ für 2 Pers.
Rom 2 Personen retour (1400 km)		140 ℓ auf 1400 km
Canaria 2 Personen retour (5800 km)		580 ℓ
New York 2 Pers. retour (14'300 km)		1430 ℓ
Neuseeland 2 Pers. retour (34'000 km)		3400 ℓ

Energie + Wassermenge, die mit 100 Metern Druck abfliessen muss.
Kochherdplatte 20 Min.in Betrieb	0,7 kWh	3'800 Liter
Badewanne auf 35 °C	7,6 kWh	38'000 Liter
Autofahrt 100 km	76 kWh	380'000 Liter
Autofahrt 1000 km	760 kWh	3'800'000 Liter
Flug NewYork retour / Person	7600 kWh	38'000'000 Liter

Gesamtenergie-Primärenergieverbrauch pro Ew. pro Stunde.
USA	10,6 kWh
Russland	5,7 kWh
Schweiz	5.1 kWh
China	1.2 kWh
Bangladesch	0.2 kWh

Masse (m)	Körper, die sich gegenseitig anziehen. kg. Urkilogramm in Paris Zylinder D 39mm,39mm hoch aus Platin-Iridium
Kraft	Masse * Beschleunigung 1 kg m/s² = 1 Newton
Gewicht	Schwerkraft auf Erde von 1 kg =1 kp(alt) oder 1 kg = 9.81 kgm/s² = 9.81 Newton (N)
Arbeit	Kraft * Weg 1 kpm = 9.81 Nm oder 9.81 kgm²/s²=9.81Joule,9.81Ws 1Ws=0.102kpm 1 kWh=367000 kpm=860 kcal
Energie	Lage: >potentielle Energie=m g h Bewegung: >kinetischeEnergie=m * v² / 2 Einheit wie bei Arbeit (Ws oder kWh) Die Energiesumme ist in einem abgeschlossenen System dauernd konstant. Z.B.Ein Kühlschrank nimmt el.Energie auf, entzieht im Innern Wärme, gibt Wärme an die Raumluft ab. Die abgegebene Wärme heizt damit die Raumluft. Wenn also die Raumluft ohnehin geheizt werden muss, ist der Kühlschrankbetrieb energieneutral, egal wieviel Strom der Kühlschrank braucht. Das gleiche gilt für Lampen und andere Geräte während der Heizperiode.
Leistung	Arbeit/Zeit = Ws/sec = Watt 1 kpm/s = 9.81 Watt 0.102 kpm/s = *1 Watt Elektro:VoltAmpère=Watt**
Impuls	Impuls (Bewegungsgrösse) =*Masse v** kgm/s
Beschleunigung	Geschwindigkeitsänderung pro s Erdbeschleunigung= g = 9.81 m/s²
Freier Fall	Freier Fall v =√2gh h =v²/2g Aufgrund der Zeit h=g*t²/2 Ausfluss aus Gefäss v=√2gh
Wärme-Energie	Ist lediglich Bewegungsenergie der Moleküle. Q=cmGrad c bei Wasser=1 Stahl=0.12 1 kg Wasser um 1° braucht 1 kcal =426.93kpm =0.00116kWh 0-Punkt der Celsius-Skala=273.15° Kelvin. Wärmeenergie kann nicht restlos in mech.Arbeit verwandelt werden, umgekehrt jedoch schon. 1 kWh=367000kpm=860 kcal
Wärme-Energie	Verdampfen:1 kg Wasser braucht 550 kcal=0,64 kWh Verdunsten,Kondensieren:ca 600 kcal=0.7 kWh 1 kg Wasser gibt 1700 L Dampf bei 1Atm.
Wärme-Energie	Schmelzwärme:1 kg Wasser(Eis) zu schmelzen: 80 kcal=0,093 kWh
Sonnen-Energie	senkrechte Strahlen: 1.4 kW/ m² oder 2 cal/cm²/min Mittel in Europa1150 kWh/ m²/Jahr
Kern-Energie	*E=m c²** 1 kg Masse=2.37 * 10¹⁰ kWh 1gr=24 Millionen kWh
Kern-Fusion	1 kg Helium liefert 200 Millionen kWh
Kern-Spaltung	1 kg Uran235 verliert 1g gleich Energie=25 Mill.kWh =2500t Steinkohle =20000t TNT-Sprengstoff
El.Leistung	Volt x Ampère = Watt Cu-Leitungen für 220 V 10 A Durchmesser =mind 1.4 mm
El.Spannung	Volt bedeutet Druck (wie bei Wasser). Am Minus zuviel Elektronen, am Plus zuwenig. Bis 50 V für den Menschen ungefährliche Spannung.
El.Strom	Ampère Stromstärke, Elektronen fliessen vom - zum+, technisch vom + zum - (da festgelegt vor genauer Kenntnis) Ampère=Watt/Volt Elektronen sind negativ und kreisen mit ca 2000 km/s um den Kern. Im Leiter fliessen Elektronen mit ca.1mm/sec, aber alle gleichzeitig, sodass 300'000km/sec. Der menschl.Körper leitet Strom (mit Widerstand Hand-Hand ca 1200Ω). 1 mA=Wahrnehmbarkeitsschwelle, bis 5 mA harmlos, 25 mA Herzstillstand im allg.nur solange der Strom fliesst, ab 50 mA meist Bewusstlosigkeit und Herzstillstand. FI-Schalter sollten unterbrechen wenn Differenz vom zufliessenden zum zurückfliessenden Strom 15 mA übersteigt, d.h. wenn 15 mA über einen Körper zur Erde und nicht mehr zur Sicherung fliessen.
El.Widerstand	Wenn bei 1 Volt 1Amp. fliesst, ist der Widerstand 1Ohm (Ω) Amp=Volt/Ω

Luft	Luftfeuchtigkeit 100% (Sättigung) bei -10°=2.33g/m³ -5°=3.38 0°=4.82 5°=6.75 10°=9.36 15°=12.75 20°=17.23 25°=22.93 30°=30.21g/m³
Luft-Druck	1 physik.Atmosphäre(1atm) =10.33 m Wassersäule =1.033 kp/cm² = 760 Torr=1.013bar=101,3kPa Bei Meereshöhe bei 15°C im Jahresdurchschnitt=1atm auf 500m=716 Torr, je ca.8 m = +1 mbar oder 100 Pa
Luft-Druck	1 tech.Atmosphäre(1at) =10 mWS =1 kp/cm² =0.981 bar = 736 Torr= 1bar=10⁵ Pa
Luft-Druck	Temperatur je 100m höher -1°C, bei gleichzeitigem Regen nur -0.5°C Erwärmung proportional Druck: Druck1/Druck2=(°C1+273)/(°C2+273)
Wasser	chem:H₂O, bei 4°C am schwersten, Gefrierpunkt=0° Siedepunkt=100° Wasserdruck 10 m Wasser=1 kp/cm² Auftrieb=dem Gewicht der verdrängten Flüssigkeit. Ausfluss aus einem Gefäss v=μ√2gh (μ=0.6-1.0) Energielinienhöhe in Strömungen= Stat.Druckhöhe (W.Spiegelhöhe) +Geschwindigkeitshöhe,Staudruck (v²/2g) = Energielinienhöhe Grundsätzlich ist die Energieliniehöhe konstant, durch Verluste (Reibung,Turbinen, etc) entsteht ein Gefälle der Energielinie, Die Drucklinie zeigt die Wasserspiegelhöhe. Bei ruhendem Wasserspiegel ist die Drucklinie identisch mit der Energielinie. Bei Stau eines Fliessgewässers steigt die Drucklinie und damit der Wasserspiegel an.

Nm=Wsek=Joule	kWh	kpm	kcal
1	0.000000278	0,102	0,000239
3'600'000	1	367'000	860
9,81	0.00000272	1	0,00234
4187	0,00116	427	1

Pa=N/m²	at=kp/cm² tech.Atmosp	atm phys.	bar	Torr	mWS
1	0,0000102	0,00000987	0,00001	0,0075	0,000102
0,000981	1	0,968	0,981	735,6	10
0,00001013	1,033	1	1,013	760 mmHG	10,330
100'000	1,02	0,987	1	750	10,200
133	0,00136	0,00132	0,00133	1	0,0136