Wärmeenergie

Wärmeenergie
Teilchenbewegung in einem Teilchengas mit Wechselwirkung

Thermische Energie ist die Energie, die in der ungeordneten Bewegung der Atome oder Moleküle eines Stoffes gespeichert ist. Sie ist eine Zustandsgröße und ist Teil der inneren Energie. Die thermische Energie wird im SI-Einheitensystem in Joule (Einheitenzeichen: J) gemessen.


Die Thermische Energie Eth eines Stoffes ist definiert als

E_{th} = m \; \cdot c \; \cdot T \!

wobei T die absolute Temperatur, m die Masse und c die spezifische Wärmekapazität ist.

Eine Wärmezufuhr steigert die mittlere kinetische Energie der Moleküle und damit die thermische Energie, eine Wärmeabfuhr verringert sie. Thermische Energie ist also kinetische Energie, aber mit dem Merkmal der ungeordneten Bewegung vieler Körper, siehe auch Gitterschwingung und Phonon. Ist die kinetische Energie aller Moleküle eines Stoffes gleich Null, so ist, da m und c stets größer als Null sind, seine Temperatur am absoluten Nullpunkt. Die Kelvin-Temperaturskala verwendet diesen als Bezugspunkt.

Kommen zwei Systeme mit unterschiedlichen Temperaturen zusammen, so gleichen sich ihre Temperaturen durch Wärmeaustausch an. Dabei geht jedoch ohne zusätzliche Hilfe niemals thermische Energie vom System niedrigerer Temperatur in das System höherer Temperatur über. Diese Erfahrungstatsache ist im zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ausgedrückt. Die Angleichung erfolgt so lange, bis keine Temperaturdifferenz zwischen den Systemen mehr auftritt und sich die Systeme demnach in einem thermischen Gleichgewicht befinden. Dieser Vorgang wird Wärmeübertragung genannt.

Zusammenhang von thermischer Energie und Temperatur

Umgangssprachlich wird die thermische Energie etwas ungenau als „Wärme“ oder „Wärmeenergie“ bezeichnet oder auch mit der Temperatur verwechselt. Da die spezifische Wärmekapazität eine Funktion der Temperatur ist, ist die thermische Energie eines Körpers nicht proportional zu seiner Temperatur.

Bei einem Phasenübergang kann sich die thermische Energie eines Körpers ändern, ohne dass es zu einer Temperaturänderung kommt. Ein Beispiel, das die Zusammenhänge zwischen Wärme und Temperatur verdeutlicht, ist ein Schmelzvorgang. Hat Eis eine Temperatur von 0 °C, muss, um es zu schmelzen, seine thermische Energie erhöht werden. Dazu muss Wärme zugeführt werden. Die Temperatur steigt während des Schmelzvorganges jedoch nicht an, da die gesamte zugeführte Wärme für den Phasenübergang vom Feststoff zur Flüssigkeit benötigt wird (Schmelzwärme).

Die manchmal so bezeichnete „Druckenergie“ ist nichts anderes als thermische Energie. Gasmoleküle, die in einem Gefäß eingeschlossen sind, stoßen wegen ihrer thermischen Bewegung gegen die Wände. Dadurch wird bei jedem Stoß Impuls übertragen, der als Druck gemessen werden kann.

Neutronenphysik

Eine andere Wortbedeutung hat thermische Energie im Zusammenhang mit freien Neutronen oder anderen Teilchen. In diesen Fällen ist die kinetische Energie des Einzelteilchens gemeint, die der Temperatur des Stoffes entspricht (siehe auch: Thermisch).


Wikimedia Foundation.

Игры ⚽ Нужно сделать НИР?

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Wärmeenergie — šiluminė energija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. heat energy; thermal energy vok. thermische Energie, f; Wärmeenergie, f rus. тепловая энергия, f pranc. énergie calorifique, f; énergie thermique, f …   Fizikos terminų žodynas

  • Wärmeenergie — šiluminė energija statusas T sritis Energetika apibrėžtis Atomų ir molekulių betvarkio judėjimo energija. Šį judėjimą apibūdina medžiagos temperatūra. atitikmenys: angl. thermal energy vok. Wärmeenergie, f rus. тепловая энергия, f pranc. énergie… …   Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

  • Wärmeenergie — Wạ̈r|me|ener|gie 〈f. 19; unz.〉 als Wärme wahrnehmbare Energie * * * Wạ̈r|me|ener|gie, die: als ↑ Wärme (1 a) wahrnehmbare, auf der Bewegung der Atome bzw. Moleküle der Stoffe beruhende Energie: W. in elektrische Energie umwandeln. * * *… …   Universal-Lexikon

  • Wärmeenergie — Wạ̈r|me|ener|gie …   Die deutsche Rechtschreibung

  • Gesetz zur Nutzung erneuerbarer Wärmeenergie in Baden-Württemberg — Basisdaten Titel: Gesetz zur Förderung Erneuerbarer Energien im Wärmebereich Kurztitel: Erneuerbare Energien Wärmegesetz Abkürzung: EEWärmeG Art: Bundesgesetz Geltungsbereich: Bundesrepublik Deutschlan …   Deutsch Wikipedia

  • Solarthermie — Unter Solarthermie versteht man die Umwandlung der Sonnenenergie in nutzbare thermische Energie. Weltweit verfügbare Sonnenenergie. Die Farben in der Karte zeigen die lokale Sonneneinstrahlung auf der Erdoberfläche gemittelt über die Jahre… …   Deutsch Wikipedia

  • Solarthermische Energie — Unter Solarthermie versteht man die Umwandlung der Sonnenenergie in nutzbare Wärmeenergie. Weltweit verfügbare Sonn …   Deutsch Wikipedia

  • Wärmepumpe — Bild 1. Schaltbild einer Wärmepumpe mit Kaltdampfprozess Bild 2. T s Diagramm des Vergleichspr …   Deutsch Wikipedia

  • Carnot-Wirkungsgrad — im Temperaturbereich zwischen 20°C und 1000°C Der Carnot Wirkungsgrad, auch Carnot Faktor genannt, ist der höchste theoretisch mögliche Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Energie. Sein Name leitet sich ab vom Carnot… …   Deutsch Wikipedia

  • Carnotwirkungsgrad — Der Carnot Wirkungsgrad, auch Carnot Faktor genannt, ist der höchste, theoretisch mögliche Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische oder elektrische Energie. Sein Name leitet sich ab vom Carnot Prozess, einem vom… …   Deutsch Wikipedia

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”