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Thermische Energie Dieser Artikel behandelt die thermische Energie als Begriff der Thermodynamik Für die Verwendung in d

Thermische Energie

Thermische Energie (auch Wärmeenergie) ist ein Begriff, der in verschiedener Weise für makroskopische und mikroskopische Energieformen verwendet wird, die sich auf die ungeordnete Bewegung der Teilchen (einschließlich der Photonen) in makroskopischer Materie oder in anderen Vielteilchensystemen beziehen.

Zu den möglichen makroskopischen Formen der thermischen Energie gehören:

Zu den mikroskopischen Formen der thermischen Energie gehört

Zusammenhang mit der Temperatur

Umgangssprachlich wird die thermische Energie etwas ungenau als „Wärme“ oder „Wärmeenergie“ bezeichnet oder auch mit der Temperatur verwechselt.

Tatsächlich ist in einem idealen Gas die (makroskopische) thermische Energie gleich der inneren Energie und daher proportional zur absoluten Temperatur:

mit

bzw. alternativ mit

bzw. alternativ mit

Im allgemeinen Fall ist die spezifische Wärmekapazität jedoch eine Funktion der Temperatur , sodass die innere Energie nicht in einfacher proportionaler Weise von der Temperatur abhängt:

Bei einem Phasenübergang ändert sich sogar die thermische Energie eines Körpers, ohne dass es zu einer Temperaturänderung kommt. Ein Beispiel ist ein Schmelzvorgang. Hat Eis eine Temperatur von 0 °C, so 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 (Schmelzenthalpie).

Weblinks

Wiktionary: Wärmeenergie – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

  1. E. Doering, H. Schedwill, M. Dehli: Grundlagen der Technischen Thermodynamik. 8. Auflage. SpringerVieweg, Wiesbaden 2016, ISBN 978-3-658-15147-8, S. 9, doi:10.1007/978-3-658-15148-5.
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Veröffentlichungsdatum:
Dieser Artikel behandelt die thermische Energie als Begriff der Thermodynamik Fur die Verwendung in der Neutronenphysik siehe Thermisches Neutron Thermische Energie auch Warmeenergie ist ein Begriff der in verschiedener Weise fur makroskopische und mikroskopische Energieformen verwendet wird die sich auf die ungeordnete Bewegung der Teilchen einschliesslich der Photonen in makroskopischer Materie oder in anderen Vielteilchensystemen beziehen Zu den moglichen makroskopischen Formen der thermischen Energie gehoren 1 Innere Energie Warme EnthalpieZu den mikroskopischen Formen der thermischen Energie gehort die mittlere Energie eines Teilchens pro Freiheitsgrad also 1 2 k B T displaystyle tfrac 1 2 k mathrm B T fur Translation in eine Richtung etc wobei T displaystyle T die absolute Temperatur und k B displaystyle k mathrm B die Boltzmann Konstante ist die Grosse des typischen zufalligen Energieaustauschs zwischen den Teilchen k B T displaystyle k mathrm B T die auch in der Boltzmann Verteilung den Energiemassstab vorgibt Zusammenhang mit der TemperaturUmgangssprachlich wird die thermische Energie etwas ungenau als Warme oder Warmeenergie bezeichnet oder auch mit der Temperatur verwechselt Tatsachlich ist in einem idealen Gas die makroskopische thermische Energie gleich der inneren Energie und daher proportional zur absoluten Temperatur E t h f 2 N k B T f 2 n R T c m T T displaystyle E mathrm th frac f 2 N k mathrm B T frac f 2 n R T c m T propto T nbsp mit der Anzahl f displaystyle f nbsp der Freiheitsgrade der Teilchenzahl N displaystyle N nbsp der Boltzmann Konstante k B displaystyle k mathrm B nbsp bzw alternativ mit der Stoffmenge n displaystyle n nbsp der Gaskonstante R displaystyle R nbsp bzw alternativ mit der spezifischen Warmekapazitat c f 2 R n m f 2 R M displaystyle c tfrac f 2 R cdot tfrac n m tfrac f 2 cdot tfrac R M nbsp die fur ideale Gase unabhangig von der Temperatur ist c f T displaystyle c neq f T nbsp der Masse m displaystyle m nbsp der molaren Masse M displaystyle M nbsp Im allgemeinen Fall ist die spezifische Warmekapazitat jedoch eine Funktion der Temperatur c c T displaystyle c c T nbsp sodass die innere Energie nicht in einfacher proportionaler Weise von der Temperatur abhangt E t h c T m T T displaystyle Rightarrow E mathrm th c T cdot m cdot T propto T nbsp Bei einem Phasenubergang andert sich sogar die thermische Energie eines Korpers ohne dass es zu einer Temperaturanderung kommt Ein Beispiel ist ein Schmelzvorgang Hat Eis eine Temperatur von 0 C so muss um es zu schmelzen seine thermische Energie erhoht werden Dazu muss Warme zugefuhrt werden Die Temperatur steigt wahrend des Schmelzvorganges jedoch nicht an da die gesamte zugefuhrte Warme fur den Phasenubergang vom Feststoff zur Flussigkeit benotigt wird Schmelzenthalpie Weblinks nbsp Wiktionary Warmeenergie Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme UbersetzungenEinzelnachweise E Doering H Schedwill M Dehli Grundlagen der Technischen Thermodynamik 8 Auflage SpringerVieweg Wiesbaden 2016 ISBN 978 3 658 15147 8 S 9 doi 10 1007 978 3 658 15148 5 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Thermische Energie amp oldid 230157562