Wärme
Wärme ist eine Übertragung von Wärmeenergie, die durch einen Temperaturunterschied verursacht wird. Dieser Temperaturunterschied wird auch als Temperaturgefälle bezeichnet. Da Wärme eine Energiebewegung ist, wird sie in den gleichen Einheiten wie Energie gemessen: Joule (J). Es sollte auch beachtet werden, dass Arbeit und Wärme eng miteinander verbunden sind (siehe Wärme vs. Arbeit für weitere Informationen).
Hinweis:
- Wärme und Temperatur sind nicht dasselbe. Eine Erklärung, warum das so ist, finden Sie unter Wärme vs. Temperatur.
Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik beweist, dass Wärme immer spontan von höheren Temperaturen zu niedrigeren Temperaturen fließen wird. Dieser Energiefluss kann von einer Wärmekraftmaschine genutzt werden, um nützliche Arbeit zu verrichten. Wärmepumpen können die Wärmeenergie auch dazu zwingen, rückwärts zu fließen (von kalt nach heiß), aber dafür ist ein Energieaufwand erforderlich.
Methoden der Wärmeübertragung
Es gibt drei Mechanismen der Wärmeübertragung:
- Wärmeleitung findet zwischen Objekten statt, die sich berühren. Durch Zusammenstöße zwischen kleinen Teilchen können sich schnell bewegende oder vibrierende Teilchen einen Teil ihrer mikroskopischen kinetischen Energie an langsamere Teilchen abgeben.
- Konvektion ist die Wärmeübertragung, die durch sich bewegende Flüssigkeiten verursacht wird. In einer Flüssigkeit können sich die Teilchen vermischen, schneller bewegen und ausbreiten und so ihre Wärmeenergie verteilen. Warme Luft, die aus einem Heizungsschacht kommt und einen kühlen Raum umströmt, ist ein Beispiel für Konvektion.
- Strahlung entsteht ohne die Bewegung von Materie. Wärmestrahlung besteht aus elektromagnetischen Wellen, die von sich bewegenden Teilchen abgegeben werden. Diese Wellen können auch von Materialien absorbiert werden. Mikrowellenöfen funktionieren durch Strahlung, und die gesamte Erdoberfläche wird durch die Sonneneinstrahlung erwärmt.
Allgemeine Informationen über die Bewegung von Wärme finden Sie unter Mechanismen der Wärmeübertragung.
For Further Reading
- Wärme vs. Temperatur
- Thermisches Gleichgewicht
- Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik
- Konduktion
- Konvektion
- Strahlung
- Oder erforsche eine zufällige Seite
- Wikimedia Commons. (July 30, 2015). Aerogel . Verfügbar: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b4/Aerogel_matches.jpg
- R. Chabay und B. Sherwood, „Fundamental Limitations on Efficiency“, in Matter & Interactions, 3rd ed., Hoboken, NJ: Wiley, 2011, ch.13, sec.7, pp. 534
- Hyperphysics, Heat Transfer , Available: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/heatra.html
- R. Chabay und B. Sherwood, „Energy and Momentum in Radiation,“ in Matter & Interactions, 3rd ed., Hoboken, NJ: Wiley, 2011, ch.24, sec.5, pp. 1002-1003