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Physik

Die Physik ist eine Naturwissenschaft. Sie beschäftigt sich mit grundlegenden Erscheinungen und Gesetzen in unserer Umwelt und ermöglicht auf der Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse die Erklärung und Voraussage vieler Erscheinungen in der Natur.
Das Wort "Physik" ist von dem griechischen Wort "physis" abgeleitet, das "Natur" bedeutet.
Die Physik untersucht vielfältige Naturerscheinungen und wendet typische Denk- und Arbeitsweisen an, die z. B. mit solchen Tätigkeiten wie dem Beobachten, dem Messen und dem Experimentieren verbunden sind.
Traditionell wird die Physik in die Teilgebiete Mechanik, Wärmelehre (Thermodynamik), Elektrizitätslehre (Elektrik), Optik, Atom- und Kernphysik sowie Energie eingeteilt.

Teilgebiete der Physik

Die Physik ist eine Naturwissenschaft, die sich mit unterschiedlichen Inhaltsbereichen beschäftigt. Traditionell wird die Physik in fünf Inhaltsbereiche eingeteilt:

die Mechanik,
die Wärmelehre oder Thermodynamik,
die Elektrizitätslehre oder Elektrik,
die Optik und
die Atom- und Kernphysik.

Manchmal wird der Bereich Energie oder Energetik als spezielles Teilgebiet abgetrennt.
Neben dieser traditionellen Einteilung gibt es auch andere Möglichkeiten der Aufgliederung der Physik in Teilgebiete.

Wärmelehre

Die Wärmelehre oder Thermodynamik ist ein Teilgebiet der Physik. Sie beschäftigt sich mit der Temperatur von Körpern, der Zufuhr und Abgabe von Wärme und den damit verbundenen Temperatur- und Volumenänderungen, den Aggregatzuständen und ihren Änderungen, der Wärmeübertragung und den Wärmekraftmaschinen (Verbrennungsmotoren, Turbinen, Dampfmaschinen).

Grundgleichung der Wärmelehre

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

$\begin{array}{l} Q = m \cdot c \cdot Δ ϑ bzw . Q = m \cdot c \cdot Δ T \\ c spezifische Wärmekapazität \\ m Masse des Körpers \\ Δ ϑ, Δ T Temperaturänderung des Körpers \end{array}$

Organismen leben von freier Energie

Eine Zelle stellt ein energetisch offenes System dar. Ständig tauscht sie mit ihrer Umgebung Stoffe und Energie aus. Diesem Austausch liegen entsprechende physikalische Gesetzmäßigkeiten zugrunde. So erklären der 1. und 2. Hauptsatz der Thermodynamik die energetischen Verhältnisse in biologischen Systemen. Die Gesetze des Fließgleichgewichts gelten für alle biologischen Systeme und leiten sich aus der Nichtgleichgewichts-Thermodynamik her.

Energetische Verhältnisse in biologischen Systemen

Die Gesetze des I. und II. Hauptsatzes der Thermodynamik gelten auch für lebende Systeme. Als offene Systeme nehmen sie Energie auf und wandeln sie in andere Energieformen um. Die nutzbare Energie bezeichnet man als Freie Energie. Gleichzeitig geht Energie für die Zelle als Wärme verloren. Die Entropie nimmt zu.

Physik

Die Physik ist eine Naturwissenschaft. Sie beschäftigt sich mit grundlegenden Erscheinungen und Gesetzen in unserer Umwelt und ermöglicht auf der Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse die Erklärung und Voraussage vieler Erscheinungen in der Natur. Das Wort „Physik“ ist von dem griechischen Wort „physis“ abgeleitet, das „Natur“ bedeutet.

Die Physik untersucht vielfältige Naturerscheinungen und wendet typische Denk- und Arbeitsweisen an, die z. B. mit solchen Tätigkeiten wie dem Beobachten, dem Messen und dem Experimentieren verbunden sind.

Traditionell wird die Physik in die Teilgebiete Mechanik, Wärmelehre (Thermodynamik), Elektrizitätslehre (Elektrik), Optik, Atom- und Kernphysik sowie Energie eingeteilt.

Max Planck

* 23.04.1858 in Kiel
† 04.10.1947 in Göttingen

MAX PLANCK war ein deutscher Physiker und zählt zu den bedeutendsten Wissenschaftlern seiner Zeit. Er befasste sich mit Thermodynamik, Thermochemie und Relativitätstheorie.

Weltberühmt wurde PLANCK durch seine Entdeckungen über die Quantelung der Energie, aus der sich die Quantentheorie entwickelte. 1918 erhielt er dafür den Nobelpreis für Physik. Die Entdeckung der Energiequanten leitete eine Epoche stürmischer Umwälzungen in Physik und Chemie ein.

Gilbert Lewis

* 23.10.1875 in Weymouth,
† 23.03.1946 in Berkeley

GILBERT NEWTON LEWIS widmete sich hauptsächlich der Thermodynamik, für deren Verbreitung er in den USA sorgte. Zu seinen großen Leistungen zählen die Erstellung des kubischen Atommodells, die Entwicklung der Valenztheorie sowie die Herstellung des fast reinen schweren Wasserstoffs. Daneben widmete er sich einer Reihe anderer Aufgaben.

Die Physik - eine Naturwissenschaft

Die Physik ist eine Naturwissenschaft. Sie beschäftigt sich mit grundlegenden Erscheinungen und Gesetzen in unserer Umwelt und ermöglicht auf der Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse die Erklärung und Voraussage vieler Erscheinungen in der Natur. Das Wort „Physik“ ist von dem griechischen Wort „physis“ bzw. „physikos“ abgeleitet, das „Natur“ bzw. „die Natur betreffend“ bedeutet.
Die Physik untersucht vielfältige Naturerscheinungen und wendet dabei typische Denk- und Arbeitsweisen an, die z. B. mit solchen Tätigkeiten wie dem Beobachten, dem Messen und dem Experimentieren verbunden sind. Sie kann in unterschiedlicher Weise eingeteilt werden.

Max Planck

* 24. 04. 1858 in Kiel
† 04. 10. 1947 in Göttingen

Er war einer der bedeutendsten Physiker des 19. und 20. Jahrhunderts und begründete im Jahre 1900 die Quantentheorie. Daneben veröffentlichte er zahlreiche bedeutsame Arbeiten zur Thermodynamik, befasste sich mit erkenntnistheoretischen Problemen und war viele Jahre lang als ständiger Sekretär der Preußischen Akadenmie der Wissenschaften sowie als Präsident der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften tätig. Diese Gesellschaft wurde 1948 in Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften (Abkürzung: MPG) umbenannt und spielt auch heute in der Forschungslandschaft eine bedeutsame Rolle.

Teilgebiete der Chemie

Bereits ein flüchtiger Blick auf unsere Umgebung zeigt uns die alltägliche Gegenwart chemischer Prozesse und Strukturen: Jede Nahrung die wir aufnehmen besteht aus unterschiedlichen Substanzen bzw. Substanzgemischen; in unserem Körper erfolgen vielfältige Stoffveränderungen, die das Lösen und Knüpfen neuer chemischer Bindungen erfordern. Fast alle Gegenstände , die uns umgeben, sind in ihrer Entstehung an chemische Prozesse geknüpft, sei es ein metallisches Objekt, ein Kunststoff, ein Baumaterial oder eine Farbe. Unsere individuelle Beweglichkeit beruht auf chemischen Prozessen, die uns die Energie für die Ortsveränderungen liefern. Nutzen wir ein Transportmittel, so wird hier in den meisten Fällen chemische Energie in mechanische umgewandelt. Müssen wir nach Medikamenten greifen, so ist deren Herstellung und Wirkungsweise an chemische Strukturen und Reaktionen gebunden. Ja, selbst das Lesen dieses Textes ist ohne chemische Veränderung im Auge und innerhalb des Gehirns nicht möglich.

Rudolf Clausius

* 02.02.1822 in Köslin
† 24.08.1888 in Bonn

Er war ein deutscher Physiker, der als Professor in Zürich, Würzburg und Bonn tätig war. CLAUSIUS leistete wesentliche Beiträge zur Entwicklung der Thermodynamik. Insbesondere formulierte er als Erster den 2. Hauptsatz der Thermodynamik.

Hermann Heinrich Hess

* 07.08.1802 in Genf
† 30.11.1850 in St. Petersburg

HERMANN HEINRICH HESS, auch GERMAIN HENRI HESS oder russisch GERMANI IVANOVI HESS war ein in Genf gebürtiger russischer Chemiker.
Er forschte zur Elementaranalyse und über die mit chemischen Vorgängen verbundenen Wärmeänderungen.
Er fand durch experimentelle Arbeiten das HESS - Gesetz, auch Satz von HESS oder „Gesetz der konstanten Wärmesummen“ genannt.
Er entdeckte das „Gesetz der Thermoneutralität“, nach dem bei der doppelten Umsetzung von neutralen Salzen in wässriger Lösung keine Wärme entsteht, und gilt außerdem als Mitbegründer der Thermochemie. Nach HERMANN HEINRICH HESS ist das in Goldquarzgängen vorkommende Mineral Hessit benannt.

Max Planck

* 23.04.1858 in Kiel
† 04.10.1947 in Göttingen

MAX PLANCK war ein deutscher Physiker und zählt zu den bedeutendsten Wissenschaftlern seiner Zeit. Er befasste sich mit Thermodynamik, Thermochemie und Relativitätstheorie.

Weltberühmt wurde PLANCK durch seine Entdeckungen über die Quantelung der Energie, aus der sich die Quantentheorie entwickelte. 1918 erhielt er dafür den Nobelpreis für Physik. Die Entdeckung der Energiequanten leitete eine Epoche stürmischer Umwälzungen in Physik und Chemie ein.

Wissenstest, Thermodynamik

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema „Chemie – Chemische Thermodynamik“.

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

Rudolf Clausius

* 2. 2. 1822 Köslin
† 24. 8. 1888 Bonn
Er war ein deutscher Physiker, der als Professor in Zürich, Würzburg und Bonn tätig war. CLAUSIUS leistete wesentliche Beiträge zur Entwicklung der Thermodynamik. Insbesondere formulierte er als Erster den 2. Hauptsatz der Wärmelehre.

Gilbert Newton Lewis

* 23.10.1875 in Weymouth,
† 23.03.1946 in Berkeley

GILBERT NEWTON LEWIS widmete sich hauptsächlich der Thermodynamik, für deren Verbreitung er in den USA sorgte. Zu seinen großen Leistungen zählen die Erstellung des kubischen Atommodells, die Entwicklung der Valenztheorie sowie die Herstellung des fast reinen schweren Wasserstoffs. Daneben widmete er sich einer Reihe anderer Aufgaben.

Rudolf Clausius

* 02.02.1822 in Köslin
† 24.08.1888 in Bonn

Er war ein deutscher Physiker, der als Professor in Zürich, Würzburg und Bonn tätig war. CLAUSIUS leistete wesentliche Beiträge zur Entwicklung der Thermodynamik. Insbesondere formulierte er als Erster den 2. Hauptsatz der Wärmelehre.