Wärmelehre – Klassenarbeiten
Wärmelehre – Lexikoneinträge
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Ein abgeschlossenes System ist ein physikalisches System , das in keinerlei Wechselwirkung mit seiner Umgebung steht, also weder Energie , Impuls oder Drehimpuls noch Materie bzw. Masse austauscht. In einem abgeschlossenen System gelten daher die Erhaltungssätze für diese Größen. Im Gegensatz dazu steht ein offenes System mit seiner Umgebung in Wechselwirkung, tauscht z. B. Energie und Materie aus. Wenn die inneren Parameter des offenes Systems ( wie Druck oder Temperatur ) trotz fortwährendem Austausch konstant bleiben, spricht man von einem Fließgleichgewicht oder dynamischem Gleichgewicht...
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Die Zustandsänderung eines Gases nennt man in der Wärmelehre adiabatisch (von griech. adiabatos „undurchdringlich“), wenn sie ohne Abgabe oder Aufnahme von Wärme an die bzw. aus der Umgebung. Beispielsweise kann man das schnelle Zusammenpressen von Luft in einer verstopften Luftpumpe als adiabatischen Vorgang ansehen, da der Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft wesentlich langsamer erfolgt. Für ein ideales Gas gilt bei adiabatischen Zustandsänderungen das Poisson’sche Gesetz: \(p \cdot V^\kappa = const.\) \(\kappa\) ist dabei das Verhältnis der spezifischen Wärmekapazitäten des Gases bei...
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Als Anomalie des Wassers b ezeichnet man die ungewöhnliche Wärmeausdehnung von Wasser bei niedrigen Temperaturen: Der Wärmeausdehnungskoeffizient von flüssigem Wasser ist zwischen 0 °C und +4 °C negativ. Erwärmt man also 1°C kaltes Wasser, zieht es sich zusammen. Daher ist in Seen und Ozeanen die tiefste Wasserschicht genau +4 °C war, da Wasser dann seine größte Dichte hat, also „am schwersten“ ist. Anders als bei den meisten Stoffen hat der feste Zustand des Wassers (auch unter dem Namen Eis bekannt) eine geringere Dichte als der flüssige (bei 0 °C), sodass Eis auf der Wasseroberfläche...
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Die Boltzmann-Konstante k (nach Ludwig Boltzmann ), auch molekulare Gaskonstante genannt, ist der Umrechnungsfaktor zwischen der absoluten Temperatur in Kelvin und der Energie in Joule: \(k \approx 1,308\,65 \cdot 10^{-23}\,\dfrac{\text J}{\text K}\) Das Produkt kT , dass oft in den Gleichungen der Wärmelehre auftaucht, ist also eine Energie. Wenn man k mit der Avogadro-Zahl N A multipliziert, erhält man die allgemeine Gaskonstante R : \(k \cdot N_\text A = R\)
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Die Diffusion (von lat. diffusus „ausgebreitet, verstreut“) ist ein statistischer Ausgleichsprozess , in dessen Verlauf durch die zufälligen Wärmebewegungen von Teilchen ( Atome , Moleküle ) Konzentrationsunterschiede ausgeglichen werden – einfach weil dies wahrscheinlicher ist. Die der Diffusion zugrundeliegende Wärmebewegung der Teilchen lässt sich über die Brown’sche Bewegung sichtbar machen. Z wei Gase (oder allgemeiner Stoffe) diffundieren ineinander, bis die Teilchen beider Sorten gleichmäßig im Raum verteilt sind (Abb.). Diffusion tritt auch an der Grenzfläche zweier Phasen auf (...
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Fossile Brennstoffe (von lat. fossilis „ausgrabbar“) sind die derzeit weltweit am meisten eingesetzten Energieträger; hierzu zählen Erdöl, Kohle, Erdgas. Sie stellen keine auf menschlichen Zeitskalen erneuerbaren Energiequellen dar, da es zig bis Hunderte von Millionen Jahren dauert, bis sich aus der Biomasse vergangener Erdzeitalter fossilierte Lagerstätten bilden. Häufig wird auch der Kernbrennstoff Uran als fossiler Brennstoff bezeichnet, da er ebenfalls bergmännisch gewonnen wird und sich erschöpfte Lagerstätten nicht erneuern können. Hier liegt die Bildung sogar noch länger zurück: Es...
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Gläser sind Festkörper mit einer amorphen (griech. „gestaltlosen “ ) atomaren Struktur. Dies bedeutet, dass die Atome kein regelmäßiges geometrisches Kristallgitter bilden (auch nicht in kleinen Domänen). Formal kann man Gläser als unterkühlte Schmelzen ansehen, die so schnell erstarrt sind („abgeschreckt wurden“), dass sie keine Zeit hatten eine regelmäßige Struktur aufzubauen. Optische Gläser bestehen aus verschiedenen Oxiden wie Quarz (SiO 2 ), Boroxid (B 2 O 5 ) und Bleioxid (PbO) sowie weiteren Zusätzen. Sie sind für Licht durchlässig und daher wichtige optische Werkstoffe. Man...
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Nicht umkehrbar. In der Thermodynamik werden Reaktionen dann als irreversibel bezeichnet, wenn sie von einem Ungleichgewichtszustand zu einem Gleichgewichtszustand führen.
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Die Zustandsänderung eines Gases nennt man in der Wärmelehre isochor (sprich: „isokohr“, von griech. isos „gleich“ und choros „Raum“), wenn sich dabei das Volumen des Gases nicht ändert . Bei einer isochoren Zustandsänderung wird keine Arbeit geleistet, da die Arbeit \(W = p\Delta V\) proportional zur Änderung des Volumens ist.
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Die Zustandsänderung eines Gases nennt man in der Wärmelehre isotherm (von griech. isos „gleich“), wenn sich dabei die Temperatur des Gases nicht ändert . Dies ist (außer für den Fall, dass sich gar nichts ändert), nur möglich, wenn kontrolliert Wärme zu- oder abgeführt wird.
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Konvektion (von lat. convectum „zusammengebracht“) ist eine der drei möglichen Formen des Wärmetransports . Dabei wird Wärme dadurch übertragen, dass die Strömung einer Flüssigkeit oder eines Gases erwärmte Materie verfrachtet. Konvektion kann mithilfe von Gebläsen oder Pumpen erzwungen werden, etwa bei einer Warmwasserheizung oder in einem Konvektionsofen . Sie entsteht auf natürlichem Weg, wenn sich eine Flüssigkeit oder ein Gas ungleichmäßig erwärmt und ausdehnt und dadurch wegen der verringerten Dichte wärmere Portionen bevorzugt aufsteigen. Beispiele für natürlich angetriebene...
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In der Physik versteht man unter einem Körper ganz allgemein eine abgegrenzte Materieansammlung, die sich als eine Einheit verhält. Ein Körper kann fest, flüssig oder gasförmig sein. Bespiele: Fußball, Atomkern, Galaxie, Wasser in einem Trinkglas, Luft in einer Luftpumpe In der Mechanik bezeichnet man einen Körper mit der Masse m auch einfach als „eine Masse m “. Entsprechend nennt man in der Elektrizitätslehre einen elektrisch geladenen Körper oft einfach „eine Ladung q “.