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2026-07-27T19:22:44Z

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= Wirkungsgrad - Physik =

[[Datei:Beispiel Sankey Diagramm v2.svg|500px|rahmenlos|center]]

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= Einleitung =

Der '''Wirkungsgrad''' beschreibt, wie gut ein Gerät oder ein Prozess zugeführte [[Energie]] in die gewünschte Form umwandelt. Ein Elektromotor soll zum Beispiel elektrische Energie möglichst vollständig in Bewegungsenergie umwandeln. Ein Teil der Energie wird jedoch meist als Wärme, Schall oder Verformung an die Umgebung abgegeben.

Wichtig ist: Energie verschwindet nicht. Nach dem [[Energieerhaltungssatz]] wird sie nur umgewandelt. Der Wirkungsgrad zeigt deshalb nicht, wie viel Energie „verloren geht“, sondern welcher Anteil für den vorgesehenen Zweck nutzbar ist.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=xhtggf3jXdU |500|center}}

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== Lernziele ==

Nach diesem aiMOOC kannst Du den Wirkungsgrad erklären, berechnen und auf Alltagssituationen übertragen. Du kannst Nutzenergie und Verlustenergie unterscheiden, Energieflussbilder auswerten, Gesamtwirkungsgrade bestimmen und einfache Messungen beurteilen.

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= Grundidee der Energieumwandlung =

Bei jeder technischen Energieumwandlung wird eine bestimmte Energiemenge zugeführt. Der gewünschte Anteil heißt '''Nutzenergie'''. Andere Energieanteile heißen '''Verlustenergie''', weil sie für den betrachteten Zweck nicht genutzt werden.

<math>E_{\mathrm{zu}} = E_{\mathrm{nutz}} + E_{\mathrm{verlust}}</math>

Ein Beispiel ist eine Lampe. Zugeführt wird elektrische Energie. Erwünscht ist Lichtenergie. Wärme, die den Raum oder das Lampengehäuse erwärmt, zählt in dieser Betrachtung zur Verlustenergie.

[[Datei:An incandescent light bulb.jpg|400px|rahmenlos|center]]

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== Nutzenergie hängt vom Zweck ab ==

Welche Energie als nützlich gilt, hängt von der Aufgabe ab. Bei einer Lampe ist Licht die Nutzenergie. Bei einer elektrischen Heizung ist Wärme die Nutzenergie. Dieselbe Wärme kann also je nach Zweck nützlich oder unerwünscht sein.

Auch Verlustenergie bleibt physikalisch erhalten. Sie verteilt sich häufig als innere Energie in Gerät und Umgebung und ist anschließend schwerer gezielt zu verwenden.

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= Definition des Wirkungsgrads =

Das Formelzeichen des Wirkungsgrads ist der griechische Buchstabe '''Eta''' <math>\eta</math>. Der Wirkungsgrad ist das Verhältnis von Nutzenergie zur zugeführten Energie:

<math>\eta = \frac{E_{\mathrm{nutz}}}{E_{\mathrm{zu}}}</math>

Er ist dimensionslos, weil im Zähler und Nenner dieselbe Einheit steht. Meist wird er als Dezimalzahl oder in Prozent angegeben.

{| class="wikitable"
! Größe
! Bedeutung
! Typische Einheit
|-
| <math>E_{\mathrm{zu}}</math>
| zugeführte Energie
| Joule
|-
| <math>E_{\mathrm{nutz}}</math>
| nutzbare Energie
| Joule
|-
| <math>E_{\mathrm{verlust}}</math>
| für den Zweck nicht nutzbarer Energieanteil
| Joule
|-
| <math>\eta</math>
| Wirkungsgrad
| keine Einheit oder Prozent
|}

Für gewöhnliche Energiewandler gilt:

<math>0 \leq \eta \leq 1</math>

beziehungsweise zwischen <math>0\,\%</math> und <math>100\,\%</math>.

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== Beispielrechnung ==

Ein Gerät nimmt <math>200\,\mathrm{J}</math> auf und liefert <math>150\,\mathrm{J}</math> als Nutzenergie.

<math>\eta = \frac{150\,\mathrm{J}}{200\,\mathrm{J}} = 0{,}75 = 75\,\%</math>

Der Verlustenergieanteil beträgt:

<math>E_{\mathrm{verlust}} = 200\,\mathrm{J} - 150\,\mathrm{J} = 50\,\mathrm{J}</math>

Das Gerät wandelt also 75 Prozent der zugeführten Energie in die gewünschte Energieform um.

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== Formeln umstellen ==

Ist der Wirkungsgrad bekannt, kannst Du weitere Größen berechnen:

<math>E_{\mathrm{nutz}} = \eta \cdot E_{\mathrm{zu}}</math>

<math>E_{\mathrm{zu}} = \frac{E_{\mathrm{nutz}}}{\eta}</math>

Achte darauf, Prozentangaben vor dem Rechnen in Dezimalzahlen umzuwandeln. Aus <math>80\,\%</math> wird <math>0{,}80</math>.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=gOXEm2Gh5wc |500|center}}

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= Wirkungsgrad mit Leistungen =

Wenn Ein- und Ausgangsleistung im selben Zeitraum betrachtet werden, kann der Wirkungsgrad auch mit [[Leistung (Physik)|Leistungen]] berechnet werden:

<math>\eta = \frac{P_{\mathrm{nutz}}}{P_{\mathrm{zu}}}</math>

Die Leistung gibt an, wie viel Energie pro Zeit umgesetzt wird:

<math>P = \frac{E}{t}</math>

Ein Elektromotor nimmt <math>500\,\mathrm{W}</math> elektrische Leistung auf und gibt <math>400\,\mathrm{W}</math> mechanische Leistung ab.

<math>\eta = \frac{400\,\mathrm{W}}{500\,\mathrm{W}} = 0{,}80 = 80\,\%</math>

[[Datei:Electric motor.gif|400px|rahmenlos|center]]

Ein hoher Wirkungsgrad bedeutet nicht automatisch eine hohe Leistung. Ein kleiner Motor kann einen hohen Wirkungsgrad besitzen und trotzdem weniger Nutzleistung liefern als ein großer Motor.

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= Sankey-Diagramm =

Ein [[Sankey-Diagramm]] stellt Energieflüsse durch Pfeile dar. Die Breite eines Pfeils steht für die Energiemenge oder Leistung. Der Eingangspfeil teilt sich in Nutzenergie und Verlustenergie auf. Die Summe der Ausgangsbreiten entspricht der Eingangsbreite.

Beim Lesen prüfst Du:

# Welche Energie wird zugeführt?
# Welche Energie ist beabsichtigt?
# Welche Anteile werden als Wärme, Schall oder andere Energieformen abgegeben?
# Stimmen die Anteile mit der Energieerhaltung überein?

[[Datei:Beispiel Sankey Diagramm v2.svg|500px|rahmenlos|center]]

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= Gesamtwirkungsgrad einer Energiekette =

In einer Energiekette arbeiten mehrere Wandler nacheinander. Der Gesamtwirkungsgrad ist das Produkt der Einzelwirkungsgrade:

<math>\eta_{\mathrm{ges}} = \eta_1 \cdot \eta_2 \cdot \ldots \cdot \eta_n</math>

Eine Turbine habe den Wirkungsgrad <math>0{,}90</math>, der angeschlossene Generator den Wirkungsgrad <math>0{,}80</math>.

<math>\eta_{\mathrm{ges}} = 0{,}90 \cdot 0{,}80 = 0{,}72 = 72\,\%</math>

Von 100 Joule am Anfang der betrachteten Kette stehen damit 72 Joule als gewünschte Endenergie zur Verfügung.

[[Datei:Water turbine (en).svg|450px|rahmenlos|center]]

Je mehr Umwandlungsstufen eine Kette besitzt, desto wichtiger sind gute Einzelwirkungsgrade. Schon kleine Verluste in mehreren Stufen können den Gesamtwirkungsgrad deutlich senken.

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= Beispiele für Energiewandler =

{| class="wikitable"
! Energiewandler
! Zugeführte Energie
! Gewünschte Nutzenergie
! Häufige Verlustenergie
|-
| Elektromotor
| elektrische Energie
| Bewegungsenergie
| Wärme und Schall
|-
| Generator
| Bewegungsenergie
| elektrische Energie
| Wärme durch Reibung und elektrischen Widerstand
|-
| Lampe
| elektrische Energie
| Lichtenergie
| Wärme
|-
| Wärmekraftmaschine
| thermische oder chemische Energie
| mechanische Energie
| Abwärme und Schall
|-
| Solarzelle
| Strahlungsenergie
| elektrische Energie
| reflektierte Strahlung und Wärme
|}

Die tatsächlichen Wirkungsgrade hängen von Bauart, Last, Temperatur, Alter und Messbedingungen ab. Deshalb solltest Du Werte nur vergleichen, wenn klar ist, was als Eingang und Nutzen definiert wurde.

[[Datei:PowerStation4.svg|500px|rahmenlos|center]]

Das Kraftwerksbild zeigt eine längere Umwandlungskette. Chemische Energie wird zunächst in thermische Energie, dann in Bewegungsenergie der Turbine und schließlich in elektrische Energie umgewandelt.

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== Solarzellen ==

Bei einer [[Solarzelle]] ist die einfallende Strahlungsleistung die Eingangsleistung. Die elektrische Ausgangsleistung ist die Nutzleistung. Nicht absorbierte Strahlung, Wärme und weitere physikalische Begrenzungen vermindern den Wirkungsgrad.

[[Datei:Best Research-Cell Efficiencies.svg|500px|rahmenlos|center]]

Das Diagramm zeigt, dass verschiedene Solarzelltechnologien unterschiedliche Wirkungsgrade erreichen und durch Forschung verbessert werden können. Für einen fairen Vergleich müssen Bestrahlungsstärke, Temperatur und Messstandard bekannt sein.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=D05_eTYMkqw |500|center}}

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== Wärmekraftmaschinen und Carnot-Grenze ==

Wärmekraftmaschinen können Wärme nicht vollständig in mechanische Arbeit umwandeln. Für eine ideale Maschine zwischen einer heißen Temperatur <math>T_{\mathrm{heiss}}</math> und einer kalten Temperatur <math>T_{\mathrm{kalt}}</math> gilt als theoretische Obergrenze:

<math>\eta_{\mathrm{Carnot}} = 1 - \frac{T_{\mathrm{kalt}}}{T_{\mathrm{heiss}}}</math>

Die Temperaturen müssen in [[Kelvin]] eingesetzt werden. Reale Maschinen bleiben unter dieser Grenze, weil zusätzlich Reibung, Wärmeleitung und andere nicht umkehrbare Prozesse auftreten.

[[Datei:Carnot heat engine 2.svg|450px|rahmenlos|center]]

Diese Vertiefung zeigt: Manche Verluste lassen sich technisch verringern, andere folgen aus grundlegenden Gesetzen der [[Thermodynamik]].

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== Sonderfall Wärmepumpe ==

Bei einer [[Wärmepumpe]] wird meist die '''Leistungszahl''' angegeben. Sie kann größer als 1 sein, weil die Wärmepumpe neben der zugeführten elektrischen Energie zusätzlich Wärme aus der Umgebung in ein Gebäude überträgt. Das ist keine Erzeugung von Energie und darf nicht mit dem Wirkungsgrad eines gewöhnlichen Energiewandlers verwechselt werden.

{{BR}}
= Experiment: Wasser erwärmen =

Mit einer elektrischen Heizquelle lässt sich ein Wirkungsgrad experimentell bestimmen. Das Experiment darf nur mit geeigneten Geräten und unter Aufsicht durchgeführt werden. Netzspannung, heiße Oberflächen und heißes Wasser sind Gefahrenquellen.

Du misst die Wassermasse <math>m</math>, Anfangs- und Endtemperatur, Heizdauer sowie die zugeführte elektrische Energie. Die vom Wasser aufgenommene Wärmeenergie wird näherungsweise berechnet mit:

<math>E_{\mathrm{nutz}} = m \cdot c_{\mathrm{Wasser}} \cdot \Delta T</math>

Dabei ist <math>c_{\mathrm{Wasser}} \approx 4{,}18\,\frac{\mathrm{kJ}}{\mathrm{kg}\cdot\mathrm{K}}</math>. Die elektrische Energie kann bei konstanter Leistung mit

<math>E_{\mathrm{zu}} = P \cdot t</math>

oder bei bekannten elektrischen Größen mit

<math>E_{\mathrm{zu}} = U \cdot I \cdot t</math>

bestimmt werden. Danach gilt:

<math>\eta = \frac{m \cdot c_{\mathrm{Wasser}} \cdot \Delta T}{E_{\mathrm{zu}}}</math>

Ein Teil der Energie erwärmt Gefäß und Umgebung. Deshalb ist die nur für das Wasser berechnete Nutzenergie kleiner als die gesamte abgegebene Wärme.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=GCGz3LMme5U |500|center}}

{{BR}}
== Historischer Blick auf Wärme und Arbeit ==

James Prescott Joule untersuchte im 19. Jahrhundert den Zusammenhang zwischen mechanischer Arbeit und Wärme. Sein Rührversuch zeigte, dass mechanische Energie in innere Energie umgewandelt werden kann.

[[Datei:Joule's Apparatus (Harper's Scan).png|450px|rahmenlos|center]]

Diese Erkenntnis ist eine Grundlage für das Verständnis von Energieerhaltung und Verlustenergie.

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= Messfehler und Bewertung =

Ein gemessener Wirkungsgrad ist nur so gut wie die Messung. Häufige Unsicherheiten entstehen durch Wärmeverluste an die Umgebung, ungenaue Temperaturmessungen, schwankende Leistung, Reibung oder eine unklare Definition der Nutzenergie.

Eine gute Auswertung enthält deshalb:

# eine klare Systemgrenze,
# Messwerte mit Einheiten,
# nachvollziehbare Rechnungen,
# eine Abschätzung der Messunsicherheit,
# eine Erklärung für Abweichungen.

Ein berechneter Wert über 100 Prozent weist bei einem gewöhnlichen Energiewandler meist auf Messfehler, falsche Einheiten oder eine unvollständige Bilanz hin.

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= Häufige Denkfehler =

'''Energie wird verbraucht.''' Physikalisch wird Energie umgewandelt. „Verbrauch“ meint im Alltag oft, dass hochwertige Energie in schwerer nutzbare Formen übergeht.

'''Hohe Leistung bedeutet hohen Wirkungsgrad.''' Leistung beschreibt Energie pro Zeit. Wirkungsgrad beschreibt einen Anteil. Beide Größen sind verschieden.

'''Verlustenergie ist verschwunden.''' Sie ist weiterhin vorhanden, häufig als Wärme in der Umgebung.

'''Ein Gerät hat immer denselben Wirkungsgrad.''' Der Wert kann sich mit Last, Drehzahl, Temperatur und Betriebszustand ändern.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=tay4OWd9Qv4 |500|center}}

{{BR}}
= Interaktive Aufgaben =

{{BR}}
== Quiz: Teste Dein Wissen ==

{{MC}}

'''Was beschreibt der Wirkungsgrad?'''
(Das Verhältnis von Nutzenergie zu zugeführter Energie)
(!Die gesamte Betriebsdauer eines Geräts)
(!Die Masse eines Energiewandlers)
(!Die Geschwindigkeit einer Energieumwandlung)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Formel gilt für den Wirkungsgrad?'''
(Eta gleich Nutzenergie geteilt durch zugeführte Energie)
(!Eta gleich zugeführte Energie geteilt durch Nutzenergie)
(!Eta gleich Nutzenergie plus zugeführte Energie)
(!Eta gleich Leistung mal Zeit)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Einheit besitzt der Wirkungsgrad?'''
(Keine Einheit)
(!Joule)
(!Watt)
(!Newton)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Ein Gerät erhält 200 Joule und liefert 150 Joule Nutzenergie. Wie groß ist der Wirkungsgrad?'''
(75 Prozent)
(!50 Prozent)
(!125 Prozent)
(!350 Prozent)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was geschieht mit Verlustenergie?'''
(Sie wird in andere Energieformen umgewandelt)
(!Sie verschwindet vollständig)
(!Sie wird zu Masse ohne Energie)
(!Sie hebt die Energieerhaltung auf)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wann darf der Wirkungsgrad aus Leistungen berechnet werden?'''
(Wenn Ein- und Ausgangsleistung zum selben Betriebszustand gehören)
(!Nur wenn beide Leistungen null sind)
(!Nur bei mechanischen Geräten)
(!Nur bei einer Messdauer von genau einer Sekunde)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Zwei Wandler besitzen die Wirkungsgrade 0,8 und 0,5. Wie groß ist der Gesamtwirkungsgrad?'''
(0,4)
(!1,3)
(!0,65)
(!4,0)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was zeigt die Pfeilbreite in einem Sankey-Diagramm?'''
(Die Größe eines Energieflusses)
(!Die Farbe des Geräts)
(!Die Messdauer)
(!Die Temperatur in Grad Celsius)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Aussage zu Leistung und Wirkungsgrad ist richtig?'''
(Sie beschreiben unterschiedliche Eigenschaften)
(!Sie sind immer gleich groß)
(!Beide werden in Watt angegeben)
(!Ein leistungsstarkes Gerät hat immer 100 Prozent Wirkungsgrad)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Warum kann die Leistungszahl einer Wärmepumpe größer als 1 sein?'''
(Weil zusätzlich Umweltwärme übertragen wird)
(!Weil Energie aus dem Nichts entsteht)
(!Weil die Einheit Joule negativ wird)
(!Weil die Energieerhaltung dort nicht gilt)

{{E}}
<br>

{{BR}}
== Memory ==

<div class="memo-quiz">
{|
|-
| Wirkungsgrad || Verhältnis von Nutzenergie zu zugeführter Energie
|-
| Nutzenergie || gewünschter Energieanteil
|-
| Verlustenergie || für den Zweck unerwünschter Energieanteil
|-
| Sankey-Diagramm || Pfeilbreite zeigt die Größe des Energieflusses
|-
| Gesamtwirkungsgrad || Produkt der Einzelwirkungsgrade
|-
| Leistung || Energie pro Zeit
|-
| Eta || Formelzeichen des Wirkungsgrads
|-
| Kelvin || Temperatureinheit der Carnot-Formel
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== Drag and Drop ==

<div class="lueckentext-quiz">

{| class="wikitable"
! Ordne die richtigen Begriffe zu.
! Thema
|-
| '''Energie pro Zeit'''
| Leistung
|-
| '''Nutzenergie geteilt durch zugeführte Energie'''
| Wirkungsgrad
|-
| '''Pfeilbreite als Energiemenge'''
| Sankey-Diagramm
|-
| '''Produkt der Einzelwirkungsgrade'''
| Gesamtwirkungsgrad
|-
| '''Wärme und Schall ohne beabsichtigten Nutzen'''
| Verlustenergie

|}
{{E}}

<br>
<br />

{{BR}}
== Kreuzworträtsel ==

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
| Nutzenergie || Wie heißt der gewünschte Anteil der umgewandelten Energie?
|-
| Verluste || Wie nennt man unerwünschte Energieanteile kurz?
|-
| Leistung || Welche Größe beschreibt Energie pro Zeit?
|-
| Sankey || Welcher Name gehört zu einem Diagramm mit unterschiedlich breiten Energiepfeilen?
|-
| Reibung || Welcher Vorgang wandelt häufig Bewegungsenergie in Wärme um?
|-
| Kelvin || Welche Temperatureinheit wird in der Carnot-Formel verwendet?
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== LearningApps ==

<iframe> https://learningapps.org/index.php?s=Wirkungsgrad+-+Physik </iframe>

{{BR}}
== Lückentext ==

<quiz display=simple>
{'''Vervollständige den Text.'''<br>
|type="{}"}
Der Wirkungsgrad trägt das Formelzeichen { Eta }. Er vergleicht die Nutzenergie mit der { zugeführten Energie }. Verlustenergie ist nicht verschwunden, sondern wurde in andere { Energieformen } umgewandelt. Der Wirkungsgrad besitzt keine physikalische { Einheit }. Ein Wert von 0,8 entspricht { 80 Prozent }. Bei Leistungen wird die Nutzleistung durch die { zugeführte Leistung } geteilt. Der Gesamtwirkungsgrad einer Kette ist das { Produkt } der Einzelwirkungsgrade. In einem Sankey-Diagramm zeigt die Pfeilbreite die Größe des { Energieflusses }. Wärmeverluste können eine Messung beim Erwärmen von Wasser { verfälschen }. Wärmekraftmaschinen werden durch Gesetze der { Thermodynamik } begrenzt.
</quiz>

<br>

{{BR}}
= Offene Aufgaben =

{{BR}}
=== Leicht ===
# [[Energieumwandlung|Energiepfad im Alltag]]: Wähle ein Gerät und notiere Eingangsenergie, Nutzenergie und Verlustenergie.
# [[Sankey-Diagramm|Sankey-Skizze]]: Zeichne ein Energieflussbild für eine Lampe mit frei gewählten, aber zusammenpassenden Prozentwerten.
# [[Wirkungsgrad|Begriffskarte]]: Gestalte eine Lernkarte mit Definition, Formelzeichen, Formel und einem Beispiel.
# [[Leistung (Physik)|Leistung oder Wirkungsgrad]]: Sammle fünf Aussagen und entscheide jeweils, welche der beiden Größen gemeint ist.

{{BR}}
=== Standard ===
# [[Experiment|Wasser erwärmen]]: Plane eine sichere Messung des Wirkungsgrads einer Heizquelle und erstelle eine Tabelle für die Messdaten.
# [[Elektromotor|Motoranalyse]]: Recherchiere bei einem kleinen Elektromotor Eingangs- und Ausgangsleistung und bewerte die Aussagekraft der Daten.
# [[Energieerhaltungssatz|Fehlerdiagnose]]: Erfinde eine fehlerhafte Wirkungsgradrechnung über 100 Prozent und erkläre mindestens drei mögliche Ursachen.
# [[Energieeffizienz|Gerätevergleich]]: Vergleiche zwei Geräte mit gleichem Zweck und formuliere Kriterien für einen fairen Wirkungsgradvergleich.

{{BR}}
=== Schwer ===
# [[Messunsicherheit|Unsicherheitsanalyse]]: Schätze ab, wie Temperatur-, Zeit- und Leistungsmessfehler das Ergebnis eines Heizversuchs beeinflussen.
# [[Gesamtwirkungsgrad|Energiekette]]: Modelliere eine Kette mit mindestens vier Wandlern und untersuche, welche Stufe die größte Verbesserung bewirkt.
# [[Thermodynamik|Carnot-Modell]]: Berechne für zwei selbst gewählte Temperaturpaare die Carnot-Grenze und deute den Unterschied.
# [[Erklärvideo|Eigene Medienproduktion]]: Produziere ein kurzes Erklärvideo, in dem Du Wirkungsgrad, Verlustenergie und Gesamtwirkungsgrad an einem selbst entwickelten Beispiel erklärst.

{{:Offene Aufgabe - MOOC erstellen}}

{{BR}}
= Lernkontrolle =

# [[Systemgrenze|Systemgrenze begründen]]: Ein Föhn erzeugt warme Luft und Schall. Lege für zwei verschiedene Nutzungszwecke fest, welche Energie jeweils Nutzenergie ist, und begründe Deine Wahl.
# [[Energiefluss|Energiefluss rekonstruieren]]: Ein Gerät besitzt einen Wirkungsgrad von 70 Prozent und gibt 210 Joule Nutzenergie ab. Bestimme Eingang und Verlustenergie und erkläre den Rechenweg.
# [[Gesamtwirkungsgrad|Kette optimieren]]: Drei Stufen haben die Wirkungsgrade 0,9, 0,8 und 0,6. Berechne den Gesamtwert und begründe, welche Stufe bei einer Erhöhung um jeweils 0,05 den Gesamtwert am stärksten verbessern würde.
# [[Messfehler|Messung bewerten]]: Bei einem Heizversuch ergibt sich 108 Prozent. Entwickle eine geordnete Fehlersuche und nenne die zuerst zu prüfenden Größen.
# [[Leistung (Physik)|Zwei Geräte vergleichen]]: Gerät A liefert 100 Watt bei 80 Prozent, Gerät B 500 Watt bei 60 Prozent. Erkläre, welches effizienter und welches leistungsstärker ist.
# [[Wärmepumpe|Begriffe abgrenzen]]: Erkläre, warum eine Leistungszahl von 4 keine Verletzung der Energieerhaltung darstellt und nicht als gewöhnlicher Wirkungsgrad gelesen werden darf.

<br>
<br>

{{BR}}
= Lernnachweis =

Für einen Lernnachweis zu diesem Thema ist wichtig:

# Du erklärst den Wirkungsgrad mit eigenen Worten.
# Du unterscheidest zugeführte Energie, Nutzenergie und Verlustenergie.
# Du berechnest Wirkungsgrade mit Energie und Leistung.
# Du stellst die Formeln sicher um und wandelst Prozentwerte korrekt um.
# Du liest und erstellst Sankey-Diagramme.
# Du bestimmst Gesamtwirkungsgrade von Energieketten.
# Du wertest ein Experiment mit Messunsicherheiten aus.
# Du unterscheidest Wirkungsgrad, Leistung und Leistungszahl.

<br>
<br>

{{BR}}
= OERs zum Thema =

<iframe> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Wirkungsgrad </iframe>

Weitere frei zugängliche Vertiefung:

# [https://www.leifiphysik.de/mechanik/arbeit-energie-und-leistung/grundwissen/wirkungsgrad LEIFIphysik: Wirkungsgrad]
# [https://de.wikipedia.org/wiki/Energieerhaltungssatz Wikipedia: Energieerhaltungssatz]
# [https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Energy_efficiency Wikimedia Commons: Energy efficiency]

<br>

{{BR}}
= Verknüpfte Lernbereiche =

{| align=center
{{:D-Tab}}
'''[[Wirkungsgrad]]'''
# [[Energie]]
# [[Energieerhaltungssatz]]
# [[Energieumwandlung]]
# [[Leistung (Physik)|Leistung]]
# [[Sankey-Diagramm]]
# [[Elektromotor]]
# [[Solarzelle]]
# [[Thermodynamik]]
# [[Messunsicherheit]]
|}

[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:Energie]]
[[Kategorie:Energieumwandlung]]
[[Kategorie:Mechanik]]
[[Kategorie:Thermodynamik]]
[[Kategorie:Sekundarstufe I]]
[[Kategorie:Klasse 7-10]]

{{BR}}
= aiMOOC-Projekte =
[[Kategorie:AI_MOOC]] [[Kategorie:GPT aiMOOC]]
{{MT}}

Wirkungsgrad - Physik - Versionsgeschichte

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