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Thermische Energie

Die thermische Energie eines Körpers ist die Summe der Energien aller seiner Teilchen.

 Formelzeichen: E therm
 Einheit:ein Joule (1 J)

Die thermische Energie ist eine spezielle Energieform. Sie wird manchmal auch als innere Energie bezeichnet.

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Energie ist die Fähigkeit eines Körpers, mechanische Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder Licht auszusenden. Eine Form der Energie ist die thermische Energie, die die Körper aufgrund ihrer Temperatur besitzen.

Die thermische Energie eines Körpers ist die Summe der Energien aller seiner Teilchen.

 Formelzeichen: E therm
 Einheit:ein Joule (1 J)


Benannt ist die Einheit der thermischen Energie nach dem englischen Physiker JAMES PRESCOTT JOULE (1818-1889). Die thermische Energie ist eine spezielle Energieform. Es ist eine Zustandgröße, beschreibt also den thermischen Zustand eines Körpers. Sie wird manchmal auch als innere Energie bezeichnet.

Die thermische Energie ist vor allem die kinetische Energie (Bewegungsenergie) der Teilchen des Körpers, aber auch die Energie aufgrund der Bindung der Teilchen aneinander (Bindungsenergie).

Die thermische Energie eines Körpers ist umso größer,

  • je höher die Temperatur des Körpers ist und
  • je größer die Masse des Körpers ist.

So besitzt z. B. eine bestimmte Menge heißes Wasser eine wesentlich größere thermische Energie als die gleiche Menge kaltes Wasser.
Die thermische Energie eines Körpers hängt bei gleicher Temperatur - der Umwandlungstemperatur - auch vom Aggregatzustand des Stoffes ab. So besitzt z.B. Wasserdampf von 100 °C eine größere thermische Energie als die gleiche Menge Wasser von ebenfalls 100 °C.

Gibt ein Körper Wärme ab, so verringert sich seine thermische Energie. Nimmt er Wärme auf, so vergrößert sich seine thermische Energie. Dabei gilt für den Zusammenhang zwischen abgegebener bzw. aufgenommener Wärme Q und der Änderung der thermischen Energie:

Q = Δ E therm

Der größte Speicher für thermische Energie ist das Wasser der Weltmeere. Es ist allerdings technisch schwierig, diese in den Weltmeeren gespeicherte thermische Energie in größerem Umfange zu nutzen.

Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Thermische Energie." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/thermische-energie (Abgerufen: 11. June 2025, 06:06 UTC)

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  • Bewegungsenergie
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Die Wärme

Die Wärme ist eine relativ komplizierte physikalische Größe, deren Wesen erst im Laufe vieler Jahrzehnte geklärt werden konnte. Heute kann man klar definieren: Die Wärme gibt an, wie viel thermische Energie von einem Körper auf einen anderen Körper übertragen wird.

 Formelzeichen:Q
 Einheit:ein Joule (1 J)

Die Wärme ist wie die mechanische Arbeit eine Prozessgröße, da sie den Prozess der Energieübertragung zwischen Körpern beschreibt.

Kalorimetrische Messungen

Unter dem Begriff „kalorimetrische Messungen“ werden solche Messungen zusammengefasst, bei denen man beispielsweise die spezifische Wärmekapazität eines Stoffes, seine Schmelzwärme oder den spezifischen Heizwert eines Brennstoffes und damit wichtige Stoffkonstanten bestimmen kann. Genutzt wird dazu ein Kalorimeter.
Für die Messung der spezifischen Wärmekapazität oder der Schmelzwärme erfolgt im Kalorimeter eine Mischung von Stoffen und damit ein Temperaturausgleich. Aus den gemessenen Temperaturdifferenzen und aus der Energiebilanz lässt sich die jeweilige Stoffkonstante ermitteln.
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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

Diesen Zusammenhang kann man nutzen, um z. B. die Mischungstemperatur zweier Wassermengen zu berechnen.

Innere Energie

Die innere Energie gibt an, wie groß die in einem abgeschlossenen System (Körper) gespeicherte Energie ist.
Formelzeichen: U
Einheit: ein Joule (1 J)
Sie ist die Gesamtenergie aller Teilchen (Atome, Moleküle) eines Körpers und setzt sich damit aus der Summe der Bewegungsenergien bei Translation, Rotation und Schwingungen, der potenziellen Energien und der Bindungsenergien zusammen.
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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:

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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:
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