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Wärmeübertragung

Von Körpern mit einer höheren Temperatur kann auf Körper mit einer niedrigeren Temperatur Energie in Form von Wärme übertragen werden.
Die Übertragung von Wärme von einem Körper auf einen anderen oder von einem Körper auf seine Umgebung kann erfolgen durch

  • Wärmeströmung (Konvektion),
  • Wärmestrahlung,
  • Wärmeleitung.

Diese drei Arten der Wärmeübertragung können einzeln, aber auch zusammen auftreten.

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Von Körpern mit einer höheren Temperatur kann auf Körper mit einer niedrigeren Temperatur Energie in Form von Wärme übertragen werden. Dabei kühlt sich der Körper mit der höheren Temperatur ab, wenn ihm nicht wieder Energie zugeführt wird. Seine thermische Energie wird kleiner. Der Körper mit der niedrigeren Temperatur erwärmt sich, wenn er nicht seinerseits wieder Energie abgibt. Seine thermische Energie vergrößert sich entsprechend.
Die Übertragung von Wärme von einem Körper auf einen anderen oder von einem Körper auf seine Umgebung kann erfolgen durch

  • Wärmeströmung (Konvektion),
  • Wärmestrahlung,
  • Wärmeleitung.

Diese drei Arten der Wärmeübertragung können einzeln, aber auch zusammen auftreten.
Die nachfolgende Übersicht gibt einen ersten Überblick über die drei genannten Arten der Wärmeübertragung.

Bild

Genauere Informationen zu den einzelnen Arten der Wärmeübertragung sind unter den Stichwörtern Wärmeströmung, Wärmestrahlung und Wärmeleitung zu finden.

Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Wärmeübertragung." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/index.php/schuelerlexikon/physik/artikel/waermeuebertragung (Abgerufen: 13. September 2025, 08:56 UTC)

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Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik ist der Energieerhaltungssatz, formuliert für thermodynamische Prozesse. Die heute bekannte mathematische Formulierung des 1. Hauptsatzes der Thermodynamik stammt von RUDOLF CLAUSIUS und wurde von ihm um 1850 so formuliert:

Die einem thermodynamischen System zugeführte Wärme ist gleich der Summe aus der Änderung der inneren Energie des Systems und der von ihm verrichteten mechanischen Arbeit.

Δ U = W + Q Δ U Änderung der inneren Energie des Systems W vom System oder am System verrrichtet mechanische Arbeit (Volumenarbeit) Q vom System aufgenommene oder abgegebene Wärme

Eine andere übliche Formulierung des 1. Hauptsatzes der Thermodynamik lautet:
Es ist unmöglich, eine Perpetuum mobile 1. Art zu konstruieren.

Georg Wilhelm Richmann

* 11.07.1711 Penau (Russland)
† 06.08.1753 St. Petersburg

Er war ein russischer Physiker deutscher Herkunft und Professor für Physik in St. Petersburg. Bekannt wurde er vor allem durch die von ihm entdeckte und nach ihm benannte richmannsche Mischungsregel zur Ermittlung der Mischungstemperatur von zwei Körpern.

Grundgleichung der Wärmelehre

Unter der Bedingung, dass keine Änderung des Aggregatzustandes erfolgt, gilt für die einem Körper zugeführte oder von ihm abgegebene Wärme:

Q = c ⋅ m ⋅ Δ ϑ oder Q = c ⋅ m ⋅ Δ T c spezifische Wärmekapazität m Masse des Körpers Δ ϑ ,   Δ T Temperaturänderung des Körpers

Die Stoffkonstante spezifische Wärmekapazität, insbesondere die von Wasser, hat erhebliche Bedeutung für Natur und Technik, da in Wasser eine erhebliche Wärme gespeichert und mit ihm transportiert werden kann.

Wärmeaustausch zwischen Körpern

Kommen zwei Körper unterschiedlicher Temperatur in Kontakt und bleiben sie sich selbst überlassen, so erfolgt zwischen ihnen ein Wärmeaustausch und damit ein Temperaturausgleich. Es gilt das Grundgesetz des Wärmeaustausches, das folgendermaßen lautet:

Wenn zwei Körper unterschiedlicher Temperatur in engen Kontakt miteinander kommen, so gibt der Körper höherer Temperatur Wärme ab, der Körper niedrigerer Temperatur nimmt Wärme auf. Die vom Körper höherer Temperatur abgegebene Wärme ist genauso groß wie die vom Körper niedrigerer Temperatur aufgenommene Wärme.

Q ab = Q zu

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Wärmeleitung

Die Wärmeleitung ist eine Art der Wärmeübertragung, bei der Wärme durch Körper hindurch von Bereichen höherer Temperatur zu Bereichen niedrigerer Temperatur übertragen wird. Die Wärmeleitfähigkeit von Stoffen ist unterschiedlich. Es gibt gute und schlechte Wärmeleiter.
Die Wärmeleitung kann in einem Stoff erfolgen. Sie kann aber auch von einem Stoff in einen anderen (Wärmeübergang) oder durch einen Stoff hindurch (Wärmedurchgang) vor sich gehen.

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