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Wärmelehre Einführung in die Wärmelehre Temperatur "Temperatur ist das, was ein Thermometer anzeigt. " Flüssigkeitsthermometer messen die Wärmeausdehnung einer Flüssigkeit (Quecksilber, Alkohol). Bei der Celsiusskala erfolgte die Eichung mit dem Eispunkt (0 °C) und dem Siedepunkt (100 °C) von Wasser bei Normdruck. Symbol für Celsiustemperaturen: θ (gr. Wärmelehre. theta) Temperatur ist ein Mass für die Energie der ungeordneten Bewegung der Atome und Moleküle. Die Kelvinskala (Symbol T) beginnt dort, wo diese Bewegung ihr Minimum hat. 0 K entspricht -273. 15 °C Bei Temperaturunterschieden darf man Kelvin oder Grad Celsius verwenden: ∆θ = ∆T Bei Temperaturangaben muss man umrechnen: θ = T - T 0 Wärmeausdehnung Erhitzt man einen Stoff, so dehnt er sich (meistens) in alle Richtungen mit gleicher Rate aus. Die Ausdehnung ist näherungsweise proportional zur Temperaturerhöhung. Längenausdehnung: ∆l = α l ∆θ (Festkörper) Volumenausdehnung: ∆V = γ V ∆θ (Flüssigkeiten) Längen- (α) und Volumenausdehnungskoeffizienten (γ) sind Materialgrössen.
Bei Feststoffen ist γ = 3α. Wärmeausdehnung ist ein kleiner Effekt. Wärmemenge oder Wärmeenergie Wärme ist eine Form des Energieaustausches und verwandt mit dem Begriff Arbeit. Symbole: Q oder ∆Q Einheit: Joule (J) Wird einem Stoff Wärme zugeführt, so erhöht sich seine innere Energie und normalerweise auch seine Temperatur. Spezifische Wärmekapazität Führt man einem isolierten Körper Wärme (Reibung, Tauchsieder) zu, so erhöht sich seine Temperatur proportional zur Energiezufuhr. Der Temperatursprung ist ausserdem umgekehrt proportional zur Masse und hängt vom erhitzten Stoff ab: Die spezifische Wärmekapazität von Wasser beträgt Die meisten anderen Stoffe haben kleinere spezifische Wärmekapazitäten, z. B. Eisen 450 J/kgK, Glas 800 J/kgK. Einführung in die wärmelehre. Latente Wärme Führt man schmelzendem Eis oder siedendem Wasser Wärme zu, so bleibt die Temperatur beim Schmelzpunkt oder Siedepunkt stehen. Statt einer Temperaturveränderung beobachtet man eine Phasenumwandlung. Schmelzwärme: Q = +m L f Erstarrungswärme: Q = -m L f Die spezifische Schmelzwärme von Eis ist L f = 333.
Autor: Dr. Christian Eisenhut, Letzte Aktualisierung: 10. Januar 2022