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Lexikon Chemie

Energie

[zu griech. energeia »wirkende Kraft«], Formelzeichen W oder E: Die Fähigkeit eines Systems, Arbeit zu leisten. Die Gesamtenergie eines Systems setzt sich aus den verschiedenen Energieformen zusammen, wie z. B. kinetischer Energie (Bewegungsenergie), thermischer Energie (Wärmeenergie), elektrischer Energie, potenzieller Energie (Lageenergie). Die Einheit der Energie ist das Joule (J).

Gemäß des 1. Hauptsatzes der Thermodynamik bleibt die Summe aller Energiearten in einem abgeschlossenen System immer konstant (Energieerhaltungssatz), d. h., es kann keine Energie vernichtet oder neu geschaffen werden. Es ist lediglich möglich, eine Energieart in eine andere umzuwandeln.

In der Thermodynamik ist die innere Energie U eines Systems eine wichtige Zustandsgröße. Sie umfasst die kinetische Energie der Systemteilchen, die Bindungsenergien, Schwingungs- und Rotationsenergien, die Energie angeregter Zustände der Elektronen usw. Nicht zur inneren Energie gehört z. B. die kinetische Energie des gesamten Systems. Die freie Energie (Helmholtz-Energie) F = UT · S entspricht demjenigen Anteil an innerer Energie, der sich isotherm, d. h. bei konstanter Temperatur T, in Arbeit umwandeln lässt (T absolute Temperatur, S Entropie). Absolutwerte von innerer und freier Energie sind nur schwer zu bestimmen, doch sind meist (z. B. bei der Beobachtung chemischer Reaktionen) auch nur die Änderungen dieser Größen von Interesse.

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