Gravimetrische Energiedichte
Rechner und Formeln zur Berechnung der gravimetrische Energiedichte (Spezifische Energie)
Gravimetrische Energiedichte Rechner
Spezifische Energie berechnen
Berechnet die gravimetrische Energiedichte (Energie pro Masse). Wichtiger Parameter für Brennstoffe, Batterien und Energieträger.
Beispielrechnung
Beispiel: Lithium-Ionen-Akku
Aufgabe:
Ein Lithium-Ionen-Akku mit 2 kg Masse speichert 720.000 J Energie. Wie hoch ist die gravimetrische Energiedichte?
Gegeben:
- Masse m = 2 kg
- Energie E = 720.000 J = 720 kJ
- Gesucht: Gravimetrische Energiedichte w
Lösung:
Praktische Anwendungen
Typische Energiedichten
Brennstoffe
- Wasserstoff: 120 MJ/kg
- Benzin: 44 MJ/kg
- Diesel: 43 MJ/kg
Batterien
- Li-Ion: 0,4-0,9 MJ/kg
- Blei-Akku: 0,14 MJ/kg
- NiMH: 0,29 MJ/kg
Formeln zur gravimetrischen Energiedichte
Die gravimetrische Energiedichte ist ein Maß für die Energie pro Masse eines Stoffes. SI-Einheit: Joule pro Kilogramm (J/kg). Wichtiger Parameter für Energieträger und Speichersysteme.
Energiedichte berechnen
Grundformel für spezifische Energie aus Energie und Masse.
Energie berechnen
Umstellung zur Berechnung der gespeicherten Energie.
Masse berechnen
Umstellung zur Berechnung der benötigten Masse.
Wichtige Hinweise
- Gravimetrische Energiedichte ist wichtig für mobile Anwendungen (Gewicht zählt)
- Unterscheidung zwischen theoretischer und praktischer Energiedichte
- Brennstoffe haben typischerweise höhere Energiedichten als Batterien
- Wichtiger Faktor für Reichweite und Effizienz von Fahrzeugen
Detaillierte Beschreibung der gravimetrischen Energiedichte
Definition und Bedeutung
Mit dieser Funktion wird die gravimetrische Energiedichte oder spezifische Energie berechnet. Die gravimetrische Energiedichte ist ein Maß für die Energie pro Masse eines Stoffes (SI-Einheit: Joule pro Kilogramm).
Bedienungshinweise
Zur Berechnung wählen Sie mit den Radiobuttons den Wert aus der berechnet werden soll. Dann tragen Sie den entsprechenden Wert ein und klicken den Button 'Rechnen'.
Anwendungsbereiche
Energiespeicher
Batterien, Akkus, Kondensatoren, Schwungradspeicher. Bewertung der Speicherkapazität pro Gewichtseinheit.
Brennstoffe
Benzin, Diesel, Wasserstoff, Biomasse, Erdgas. Vergleich verschiedener Energieträger für Transport und Heizung.
Fahrzeugtechnik
E-Mobilität, Reichweite, Gewichtsoptimierung. Entscheidend für Leistung und Effizienz von Fahrzeugen.
Energiedichten im Vergleich
Die gravimetrische Energiedichte variiert stark zwischen verschiedenen Energieträgern und bestimmt deren Eignung für unterschiedliche Anwendungen:
Sehr hoch (>40 MJ/kg)
Wasserstoff: 120 MJ/kg
Benzin: 44 MJ/kg
Diesel: 43 MJ/kg
Mittel (1-40 MJ/kg)
Erdgas: 55 MJ/kg
Holz: 15 MJ/kg
Kohle: 25 MJ/kg
Niedrig (<1 MJ/kg)
Li-Ion Akku: 0,4-0,9 MJ/kg
NiMH Akku: 0,29 MJ/kg
Blei-Akku: 0,14 MJ/kg
Fazit: Brennstoffe haben deutlich höhere Energiedichten als Batterien, aber Batterien können Energie direkt elektrisch abgeben!
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