Physik und Energie

Nr. 1 • 4. Januar 2024

Zukunftsfähige Energietechnologien sollen eine sichere und umweltfreundliche Energieversorgung gewährleisten. Die zugrundeliegenden Prozesse sind wissenschaftlich weitestgehend erklärt und verstanden, eine Folgenabschätzung auf die Umwelt und Klima bleibt jedoch komplex und mit Unsicherheiten behaftet. Der gesellschaftliche Diskurs zu Themen wie der Energiewende darf keinesfalls ideologisch geführt werden, sondern muss faktenbasiert sein. Grund genug für das Organisationsteam der Veranstaltungsreihe „Physik im Blick“ am Fachbereich 07 – Mathematik, Informatik, Physik und Geographie der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU), das Thema einem jungen Publikum näherzubringen und unter dem Motto „Physik und Energie“ im Januar 2024 zu vier Vorträgen einzuladen. 

Die beliebte Veranstaltungsreihe „Physik“ wurde erstmals im Jahr 2000 – es war das „Jahr der Physik“ – angeboten und hat somit bereits eine jahrzehntelange Tradition sowie ihren festen Platz im Veranstaltungskalender der JLU. Die Federführung liegt bei Prof. Dr. Peter J. Klar vom I. Physikalischen Institut. Der Auftakt findet am 20. Januar 2024 statt. Dann wird
Dr. Daniel Ebeling, Institut für Angewandte Physik, über „Physikalische Grundlagen zur Energie“ sprechen.

Die Beherrschung von Energie bestimmt seit Anbeginn der Menschheit deren Entwicklung und Aufstieg. Ein erster wesentlicher Schritt war die Nutzung von Holzfeuern als Wärmequelle oder zum Kochen. Aus den Erfahrungen mit einfachen Feuerstellen haben sich Öfen zur Materialbearbeitung und schließlich Maschinen zur Wandlung von Wärmeenergie in mechanische Energie entwickelt, bei denen neben Holz auch Steinkohle und Erdölderivate als Brennstoffe eingesetzt werden. Dazu gehören Dampfmaschinen und Verbrennungsmotoren. Weitere Beispiele sind die gezielte Wandlung von Bewegungsenergie von Wasser und Wind in die Bewegung von Maschinen, in Wind- oder Wassermühlen zur Verrichtung von Arbeit oder in Segelschiffen zur gezielten Fortbewegung. Die Entdeckung elektrochemischer und elektrischer Phänomene erschloss neue Energieformen, die wiederum in andere Energieformen überführt werden können. Dies ist heute die Grundlage der Elektromobilität, aber auch für den Einsatz in vielen anderen elektrischen Geräten. 

Im vergangenen Jahrhundert erkannte man auch, dass in Atomkernen extrem viel Energie gespeichert ist, die in Kernreaktionen oder auch Kernzerfällen freigesetzt und gezielt genutzt werden kann. Ebenso kann Licht von der Sonne in Solarzellen in elektrische Energie gewandelt werden oder Erdwärme zum Heizen von Häusern eingesetzt werden. Mit der Energiewandlung gehen Energiespeicherung und Energietransport einher – wichtige Bausteine für die moderne Wohlstandsgesellschaft. 
Das Konzept Energie ist grundlegend in der Physik verankert. Das im vergangenen Jahrhundert erzielte tiefe Verständnis der mikroskopischen Prozesse in Materie ist Segen und Fluch zugleich. Es leistet einerseits einen wesentlichen Beitrag zur Sicherstellung des gesellschaftlichen Fortschritts und Wohlstands, andererseits zeigen sich aufgrund des weltweiten und umfänglichen Einsatzes von Energietechnologien folgenschwere Auswirkungen auf das Ökosystem der Erde. Erderwärmung und Klimawandel aufgrund Verbrennung fossiler Brennstoffe, Umweltkatastrophen wie Verseuchung des Golfs von Mexiko mit Erdöl bei der Deepwater-Horizon-Katastrophe im Jahr 2010 oder der unkontrollierte Ausstoß von radioaktivem Material bei den Nuklearreaktorkatastrophen in Tschernobyl 1986 und Fukushima in 2011 sind nur einige erschreckende Beispiele. 

Die verschiedenen Entwicklungen und Anwendungen sollen ebenso wie die Chancen und Risiken der Nutzung verschiedener Energietechnologien bei „Physik im Blick 2024“ zur Sprache kommen. Die Vorträge finden im Zeitraum vom 20. Januar bis zum 10. Februar 2024 jeweils vormittags von 10 bis 12 Uhr im Wilhelm-Hanle-Hörsaal der Physikalischen Institute im Heinrich-Buff-Ring 14 statt und werden von Experimenten begleitet. Eingeladen sind alle Interessierten, insbesondere aber die Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufen 8 bis 13 sowie ihre Lehrerinnen und Lehrer. Im Anschluss an die Vorträge ist bei Getränken und Kuchen Zeit für Diskussionen. Außerdem können die Schülerinnen und Schüler an einem Quiz teilnehmen, bei dem es attraktive Preise zu gewinnen gibt.

• Termine

Vier Veranstaltungen jeweils samstags, 10 bis 12 Uhr.
Veranstaltungsort: Wilhelm-Hanle-Hörsaal der Physikalischen Institute, 
Heinrich-Buff-Ring 14, 35392 Gießen 

Auftakt am 20. Januar 2024
Physikalische Grundlagen zur Energie
Dr. Daniel Ebeling, Institut für Angewandte Physik, JLU     

27. Januar 2024
Wirkungsgrade von Maschinen: Wärme-Kraft-Maschine, Wärmepumpen und Perpetuum Mobile
Prof. Dr. Simone Sanna, Institut für Theoretische Physik, JLU

3. Februar 2024
Mehr, schneller, günstiger – Materialforschung für die Energiespeicherung in Batterien
Prof. Dr. Jürgen Janek, Physikalisch-Chemisches Institut, JLU

10. Februar 2024    
Energietechnologien: Technische Anwendungen im Spannungsfeld der gesellschaftlichen Konventionen
Prof. Dr. P.J. Klar, I. Physikalisches Institut, JLU

• Weitere Informationen

www.uni-giessen.de/pib

• Kontakt

Prof. Dr. Peter Klar, I. Physikalisches Institut
Heinrich-Buff-Ring 16, 35392 Gießen
Telefon: 0641 99-33100
E-Mail: Peter.J.Klar

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