Thermische Bewegung

Thermische Bewegung
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.

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • thermische Bewegung — šiluminis judėjimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. heat motion; thermal motion vok. thermische Bewegung, f; Wärmebewegung, f rus. тепловое движение, n pranc. agitation thermique, f; mouvement thermique, m …   Fizikos terminų žodynas

  • thermische Bewegung — šiluminis judėjimas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Betvarkis (slenkamasis, sukamasis ir t.t.) mikrodalelių judėjimas. Šiluminis judėjimas iš esmės skiriasi nuo paprasto mechaninio judėjimo, kai visos kūno dalys juda tam tikra tvarka.… …   Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

  • thermische Bewegung — thẹrmische Bewegung,   die Wärmebewegung …   Universal-Lexikon

  • Thermische Energie — 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… …   Deutsch Wikipedia

  • Thermische neutronen — Neutron Klassifikation Fermion Hadron Baryon Nukleon Eigenschaften Ladung neutral Ruhemasse 1,008 664 915 78(55)  …   Deutsch Wikipedia

  • Thermische Konvektion — Konvektion (von lat. convehere = mittragen, mitnehmen) ist, neben den konkurrierenden Methoden Wärmeleitung und Wärmestrahlung, ein Mechanismus zur Wärmeübertragung von thermischer Energie von einem Ort zu einem anderen. Konvektion ist stets mit… …   Deutsch Wikipedia

  • Ungeordnete Bewegung — Als ungeordnete Bewegung bezeichnet man die zufällige, im Sinne von nicht vorhersagbare Bewegung eines oder mehrerer Teilchen. Man beobachtet sie in der Natur zum Beispiel an der Brown schen Bewegung. In der statistischen Physik werden diese… …   Deutsch Wikipedia

  • Diffusion — Modellhafte Darstellung der Durchmischung zweier Stoffe durch Diffusion Diffusion (v. lateinisch diffundere ‚ausgießen‘, ‚verstreuen‘, ‚ausbreiten‘) ist ein physikalischer Prozess, der zu einer gleichmäßigen Verteilung von Teilchen und somit …   Deutsch Wikipedia

  • Hintergrundrauschen — Wärmerauschen, thermisches Rauschen, Widerstandsrauschen, Nyquist Rauschen, Johnson Rauschen oder Johnson Nyquist Rauschen genannt, ist ein weitgehend weißes Rauschen, das aus der thermischen Bewegung der Ladungsträger in elektrischen… …   Deutsch Wikipedia

  • Johnson-Nyquist-Rauschen — Wärmerauschen, thermisches Rauschen, Widerstandsrauschen, Nyquist Rauschen, Johnson Rauschen oder Johnson Nyquist Rauschen genannt, ist ein weitgehend weißes Rauschen, das aus der thermischen Bewegung der Ladungsträger in elektrischen… …   Deutsch Wikipedia

Share the article and excerpts

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