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Die Wärme gibt an, wie viel thermische Energie von einem Körper auf einen anderen Körper übertragen wird.

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

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.

$Q_{\text{ab}}=Q_{\text{zu}}$

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

Zwischen Körpern mit einer höheren Temperatur und solchen mit einer niedrigeren Temperatur findet eine Wärmeübertragung durch Wärmeleitung, Wärmeströmung oder Wärmestrahlung statt. Diese Wärmeübertragung ist teils erwünscht, teils unerwünscht. Maßnahmen zur Verringerung der Wärmeübertragung bezeichnet man als Wärmedämmung.
Durch Wärmedämmung können Brennstoffe gespart und Umweltbelastungen verringert werden. Wärmedämmung spielt auch bei Lebewesen eine wichtige Rolle.

Die spezifische Wärmekapazität eines Stoffes gibt an, wie viel Wärme von einem Kilogramm (1 kg) dieses Stoffes abgegeben oder aufgenommen wird, wenn sich seine Temperatur um ein Kelvin (1 K) ändert.

Für Natur und Technik von besonderer Bedeutung ist die spezifische Wärmekapazität von Wasser.

Unter dem historischen Begriff Wärmekraftmaschinen fasst man die Maschinen und Anlagen zusammen, bei denen vor allem die Gesetze der Wärmelehre genutzt werden. Zu den Wärmekraftmaschinen gehören

• die historisch bedeutsame Dampfmaschine,
• die in Kraftwerken genutzten Dampfturbinen und Gasturbinen,
• die verschiedenen Arten von Motoren (Ottomotor, Dieselmotor, Wankelmotor, Heißluftmotor),
• die in Flugzeugen genutzten Strahltriebwerke,
• Kühlschränke und Wärmepumpen.

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.

Wärmepumpen werden vor allem für die Heizung von Räumen und Gebäuden sowie für die Warmwassergewinnung genutzt. Dabei wird Erdwärme, die Wärme des Grundwassers oder die Wärme der Luft außerhalb des Gebäudes bei niedriger Temperatur aufgenommen und im Inneren des Gebäudes bei höherer Temperatur abgegeben. Dazu muss elektrische Energie zum Antrieb der Wärmepumpe zugeführt werden.
Das Grundprinzip einer Wärmepumpe wurde bereits um 1852 von dem englischen Physiker WILLIAM THOMSON (Lord KELVIN) gefunden. Intensiver genutzt werden Wärmepumpen aber erst seit etwa 1990.

Wärmequellen sind technische Geräte oder natürliche Objekte, die Wärme an ihre Umgebung abgeben. Die wichtigste Wärmequelle für die Entwicklung und Erhaltung des Lebens auf der Erde ist die Sonne.
In der Regel muss einer Wärmequelle zunächst Energie zugeführt werden, damit sie Energie in Form von Wärme abgeben kann. Bei der Sonne wird Energie durch Kernfusion in ihrem Kern freigesetzt.

Die Wärmestrahlung ist eine Art der Wärmeübertragung, bei der Wärme durch elektromagnetische Wellen (infrarote Strahlung, infrarotes Licht) übertragen wird. Im Unterschied zur Wärmeleitung und Wärmeströmung kann sich Wärmestrahlung auch im Vakuum ausbreiten.
Die wichtigste Quelle für Wärmestrahlung ist die Sonne.

Die Wärmeströmung, auch Konvektion genannt, ist eine Form der Wärmeübertragung, bei der Wärme durch strömende Flüssigkeiten (z. B. Wasser) oder strömende Gase (z. B. Luft) übertragen wird.
Wie viel Wärme durch Wärmeströmung übertragen wird, ist abhängig

• von dem Stoff, der die Wärme transportiert,
• von der durchströmten Fläche,
• von der Temperaturdifferenz,
• von der Strömungsgeschwindigkeit,
• von der Zeit.

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.

Die Räume moderner Häuser werden in der Regel durch eine Warmwasserheizung mit Wärme versorgt. Die erforderliche Wärme wird in einem Heizkessel gewonnen und durch Rohrleitungen zu den verschiedenen Räumen übertragen. Genutzt werden dabei die hohe spezifische Wärmekapazität von Wasser sowie die Wärmeleitung, die Wärmeströmung und die Wärmestrahlung als die drei Arten der Wärmeübertragung.

* 19.01.1736 Greenrock bei Glasgow
† 19.08.1819 Heathfield bei Birmingham
Er war ein schottischer Mechaniker und Naturforscher, war Universitätsmechaniker in Glasgow und dort mit der Wartung einer Dampfmaschine betraut. Überlegungen über die Verbesserung dieser Maschine führten ihn 1769 zur Erfindung einer Dampfmaschine mit getrenntem Kondensator, die sich als Antriebsmaschine durchsetzte.
Nach ihm ist heute die Einheit der Leistung benannt.

Die Temperatur von Körpern kann in verschiedenen Einheiten angegeben werden. Unterschiede gibt es zwischen der gemessenen und der von uns gefühlten Temperatur.

Der Austausch von Wärme zwischen verschiedenen Körpern kann in unterschiedlicher Weise vor sich gehen: durch Wärmeleitung, Wärmeströmung oder Wärmestrahlung. Inhalte aus den genannten Themenbereichen sind Gegenstand dieses Tests.

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 "Physik - Temperatur und Wärmeübertragung".

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

WISSENSTEST

Zwischen Wärme, Energie und Arbeit gibt es einen engen Zusammenhang, der im ersten Hauptsatz der Wärmelehre formuliert ist. Technisch genutzt wird das bei Wärmekraftmaschinen, zu denen der Ottomotor und der Dieselmotor gehören. Der Zusammenhang zwischen Energie und Wärme spielt auch bei allen Aggregatzustandsänderungen eine Rolle. Um die genannten Inhalte geht es bei dem Test zu Wärme und Aggregatzustandsänderungen.

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 "Physik - Wärme und Aggregatzustandsänderungen".

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WISSENSTEST

Zwischen Druck p, Volumen V und absoluter Temperatur T des idealen Gases besteht folgender Zusammenhang:

$\frac{p\cdot V}{T}=\text{ konstant oder }\frac{p_1\cdot V_1}{T_1}=\frac{p_2\cdot V_2}{T_2}$

Für ein reales Gas ist die Zustandsgleichung anwendbar, wenn sich dieses näherungsweise wie das ideale Gas verhält.

Der zweite Hauptsatz der Wärmelehre macht eine Aussage über die Richtung der Energieübertragung bei Vorgängen in Natur und Technik:
Wärme geht niemals von selbst von einem Körper niederer Temperatur zu einem Körper höherer Temperatur über.
Dieses Gesetz wurde von dem deutschen Physiker ROBERT CLAUSIUS (1822-1888) entdeckt.

Die Aktivität eines Körpers oder einer Strahlungsquelle gibt an, wie viele Atomkerne in einer bestimmten Zeit zerfallen und dabei radioaktive Strahlung abgeben.

Benannt ist die Einheit der Aktivität nach dem Entdecker der natürlichen Radioaktivität, dem französischen Physiker HENRI BECQUEREL (1852-1908).

Radioaktive Altersbestimmung, auch radioaktive Zeitmessung genannt, bedeutet die Bestimmung des Alters von Mineralien, Gesteinen, archäologischen Funden oder anderen Objekten auf der Grundlage der in ihnen enthaltenen Radionuklide, deren Zerfallsprodukte oder der Isotopenzusammensetzung.
Bei organischen Stoffen kann die C-14-Methode angewendet werden.

Die biologische Wirkung radioaktiver Strahlung wird durch die physikalische Größe Äquivalentdosis erfasst. Die Äquivalentdosis kennzeichnet die von einem Körper aufgenommene Energiedosis unter Berücksichtigung biologischer Wirkungen.

Benannt ist die Einheit der Äquivalentdosis nach dem schwedischen Strahlenforscher ROLF SIEVERT (1898-1966).

Radioaktive Strahlung entsteht beim Umwandeln von instabilen Atomkernen (Radionukliden). Dabei können freigesetzt werden:

• Alphastrahlung (doppelt positiv geladene Heliumkerne),
• Betastrahlung (Elektronen oder Positronen),
• Gammastrahlung (energiereiche elektromagnetische Wellen kleiner Wellenlänge)

Atommodelle sind alle Vorstellungen über den Aufbau der Atome, insbesondere über die Struktur der Atomhülle. Die historisch bedeutsamsten Atommodelle sind das rutherfordsche Atommodell und das bohrsche Atommodell. Moderne Atommodelle lassen sich nur noch mathematisch beschreiben.