Wichtige Inhalte in diesem Video
Wenn du schon einmal Wasser gekocht hast, dann bist du mit der Wärmeenergie in Kontakt gekommen. Das ist die Energie, die unter anderem dein Wasser zum Kochen bringt. In diesem Beitrag wollen wir die die Wärmeenergie näher bringen.
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Inhaltsübersicht- Wärmeenergie einfach erklärt
- Wärmeenergie Formel
- Wärmeenergie berechnen
Wärmeenergie einfach erklärt
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(00:12)
Die Wärmeenergie (auch thermische Energie) ist ein Teil der inneren Energie eines Systems und beschreibt die Energie, die in der ungeordneten Bewegung der mikroskopischen Bestandteile des Systems (Atome, Moleküle) steckt.
In manchen Fällen wird die Wärmeenergie mit den Begriffen Wärme, Temperatur, innere Energie oder Wärmemenge gleichgesetzt. Der entsprechende Kontext, in dem der Begriff Wärmeenergie auftaucht, sollte mögliche Mehrdeutigkeiten vermeiden.
Wird die Erwärmung eines Körpers betrachtet, so findet man die Wärmeenergie (oder Wärmemenge) im Zusammenhang mit der Wärmekapazität des Körpers folgendermaßen vor
Hier steht
Wärmekapazität
Wenn du einem Körper Wärme zuführst, dann ändert sich seine Temperatur. Wie stark die Temperaturänderung ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Du kannst dir leicht vorstellen, dass du mehr Energie benötigst, umso mehr Wasser du zum Beispiel erwärmen möchtest. Nehmen wir eine gleiche Menge an Wasser und Milch, dann benötigen wir zum Erreichen der gleichen Temperatur unterschiedlich viel Energie in Form von Wärme. Wir haben hier zum Vergleich Milch genommen, da diese eine andere Wärmekapazität
Du solltest bei dieser Formel aber darauf achten, welche Bedeutung die Wärmekapazität hat. Der Begriff Kapazität ist unglücklich gewählt worden, denn er könnte die falsche Vorstellung hervorrufen, dass es sich bei der Wärmeenergie
Zusammenhang zur inneren Energie
Wie im ersten Abschnitt erwähnt wurde, ist die Wärmeenergie ein Teil der inneren Energie eines Systems. Der Zusammenhang zwischen innerer Energie
Hier beschreibt
Es ist wichtig, sich den Unterschied zwischen Wärme, Temperatur und innerer Energie bewusst zu machen. Wärme beschreibt einen Prozess, die Übertragung von Energie von einem System auf ein anderes aufgrund einer Temperaturdifferenz. Die Wärme ist also keine Zustandsgröße . Im Gegensatz dazu sind die Temperatur und die innere Energie Zustandsgrößen. Die Temperatur beschreibt die mittlere kinetische Energie der Atome oder Moleküle eines Systems. Die innere Energie gibt hingegen Auskunft über die Gesamtenergie eines Systems.
Wärmeenergie berechnen
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(03:17)
In diesem Abschnitt wollen wir anhand konkreter Zahlenbeispiele die vorherigen Formeln verwenden. Dabei wirst du den Umgang mit Tabellen und die Umstellung von Formeln üben können.
Temperatur eines idealen Gases
Nehmen wir an, dass wir einen Mol eines idealen Gas haben und uns nur für die Translationsbewegungen der einzelnen Moleküle interessieren. Bei welcher Temperatur in Kelvin besitzt das Gas eine thermische Energie von 4150
verwenden. Wenn wir diese nach der Temperatur umstellen, erhalten wir
Setzen wir nun noch