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Was genau ist Wärme? - Einfache Erklärung, Thermodynamik (Physik & Chemie)
Das Wichtigste aus dem Video
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Transkriptautomatisch erstellt · 53 Zeilen
- in diesem Video werde ich dir erklären was wir in der Thermodynamik genau unter Wärme verstehen Wärme ist ein Begriff der in der Thermodynamik extrem häufig
- verwendet wird aber oftmals wird gar nicht genau erklärt was damit eigentlich genau gemeint ist wir schauen uns zuerst die Definition der Wärme an und dann
- werde ich dir diese Definition anhand von einem einfachen Beispiel veranschaulichen wenn in der Thermodynamik Energie übertragen wird
- zwischen zwei thermodynamischen Systemen dann kann das entweder mittels Volumenarbeit oder anderen Prozessen geschehen und die Energie die über diese
- anderen Prozesse übertragen wird die nennt man dann Wärme schauen wir uns das anhand von einem einfachen Beispiel an wir betrachten zwei Gase in einem
- Behälter mit einer Trennwand auf der linken Seite haben wir ein rotes Gas und auf der rechten Seite ein blaues Gas wir wollen jetzt Energie vom roten Gas aufs
- blaue Gas übertragen hier haben wir jetzt mehrere Möglichkeiten eine Möglichkeit wäre die Volumenarbeit dazu könnten wir einfach
- diese dranwand hier ein Stückchen nach rechts verschieben das sieht dann folgendermaßen aus hier expandiert dann dieses rote Gas und das blaue Gas wird
- komprimiert und bei diesem Vorgang wird dann Volumenarbeit vom roten Gas am blauen Gas verrichtet und diese Volumenarbeit die ist gleich B das ist
- der Druck mal Delta V das haben wir uns in vorherigen Videos schon angeschaut das heißt hier wird jetzt Energie vom roten System aufs blaue System
- übertragen es gibt natürlich auch andere Möglichkeiten zur Energieübertragung betrachten wir dazu diese Gase mal als eine Ansammlung von
- kleinen Teilchen die in diesen Behältern umherschweren diese Teilchen die krachen natürlich auch gegen die wänd dieses Behälters und dabei kann es zu diese
- Situation hier kommen wir haben hier ein blaues Teilchen in Ruhe das heißt dieses blaue Teilchen hier das hat keine kinetische Energie und auf der anderen
- Seite dieser Trennwand kracht jetzt dieses rote Teilchen genau an dieser Stelle gegen diese Trennwand dabei wird kinetische Energie von diesem roten
- Teilchen auf dieses blaue Teilchen übertragen das heißt dieses blaue Teilchen das bewegt sich dann nach rechts was wir jetzt hier haben ist
- eigentlich nichts anderes als ein elastischer Stoß zwischen diesem roten und diesem blauen Teilchen bei dem Energie vom roten aufs blaue Teilchen
- übertragen wurde das heißt jetzt insgesamt wurde jetzt Energie vom roten System aufs blaue System übertragen das war jetzt natürlich keine Volumenarbeit
- sondern das war so ein anderer Prozess und deswegen bezeichnen wir diese Energie die hier übertragen wurde als Wärme eine weitere Möglichkeit Energie
- vom roten aufs blaue System zu übertragen ohne Volumenarbeit zu verrichten wä mit Hilfe von elektromagnetischer Strahlung
- du weißt wahrscheinlich dass jeder Körper der eine bestimmte Temperatur hat Wärmestrahlung emittiert und so auch diese Gase hier es kann also passieren
- dass dieses rote Gas hier eine elektromagnetische Welle emittiert die dann vom blauen Gas absorbiert wird bei diesem Prozess wird dann Energie vom
- roten aufs blaue System übertragen und diese Energieübertragung ist wieder natürlich keine Volumenarbeit und deswegen bezeichnet man die Energie die
- hier übertragen wurde in der thermody wieder als Wärme das heißt du siehst also dass sobald Energie zwischen thermodynamischen Systemen übertragen
- wird man entweder zwei Möglichkeiten hat entweder kann man Volumenarbeit verrichten oder Wärme austauschen und Wärme ist einfach eine Zusammenfassung
- von allen anderen Prozessen die keine Volumenarbeit sind so also das verstehen wir in der Thermodynamik und der Wärme jetzt zum Schluss möchte ich noch eine
- wichtige Frage beantworten und zwar ist diese Größe die Wärme eine Zustandsgröße und die Antwort ist nein was bedeutet das jetzt das bedeutet dass
- man z.B nicht sagen darf dieses blaue System hier beinhaltet 10 jou Wärme diese Aussage die Macht in der Thermodynamik keinen Sinn weil die Wärme
- keine Zustandsgröße ist die beschreibt nicht den Zustand eines thermodynamischen Systems was man aber sehr wohl sagen
- darf dieses blaue System beinhalt haltet eine gesamte Energie von 10 jou das heißt die gesamte innere Energie eines thermodynamischen Systems ist sehwohl
- eine Zustandsgröße also die innere Energie u beschreibt den Zustand eines Systems die Wärme allerdings nicht Wärme und Arbeit das sind keine Zustandsgrößen
- sondern Prozessgrößen die machen nur Sinn wenn sich diese Zustandsgröße hier ändert das heißt sobald irgendwo Energie übertragen wird ändert sich die innere
- Energie der thermodynamischen Systeme und dann kann man von Wärme und von Volumenarbeit sprechen man kann sich diesen Zusammenhang zwischen innerer
- Energie Wärme und Arbeit anhand von einem ganz analogen Beispiel veranschaulichen wir betrachten hier einen See und die gesamte Wassermenge
- dieses Sees kann sich auf zwei verschiedene Arten ändern einmal kann Wasser über diesen Fluss zuer abfließen und einmal kann sich die Wassermenge
- aufgrund von Regen und Verdunstung ändern das sind die zwei Möglichkeiten eine sinnvolle Aussage in dieser Situation wäre jetzt folgende die
- gesamte Wassermenge dieses Sees ist 100.000 l bezeichnen wir diese Wassermenge mal als V was hier jetzt keine sinnvolle Aussage wäre in diesem
- See befinden sich 10.000 l Regenwasser diese Aussage ist deswegen nicht sonderlich sinnvoll weil wir in diesem See nicht mehr zwischen Regenwasser und
- Flusswasser unterscheiden können im See befindet sich einfach nur Wasser und wir können nur die gesamte Wassermenge angeben genauso sinnlos ist die Aussage
- im See befinden sich 10 000 l Flusswasser wieder das gleiche Problem wir können nicht zwischen Flusswasser und Regenwasser unterscheiden das heißt
- also dass Flusswasser und Regenwasser keine Zustandsgrößen sind die beschreiben uns nicht den Zustand des Sees die gesamte Wassermenge ist aber
- sehr wohl eine Zustandsgröße die beschreibt uns den Zustand des Sees Regenwasser und Flusswasser hingegen sind Prozessgrößen
- diese Größen beschreiben uns wie Wasser dem See hinzugefügt oder entfernt werden kann eine sinnvolle Aussage wäre hier z. beispi gestern hat's über den See
- geregnet und es wurden 10 000 l Regenwasser hinzugefügt das wäre eine sinnvolle Aussage wenn wir das ganze jetzt als
- eine Gleichung formulieren würden dann würde das folgendermaßen aussehen die Änderung der Gesamtwassermenge des Sees Delta V setzt sich zusammen aus
- Regenwasser und Flusswasser das heißt aus der Änderung die vom Regenwasser verursacht worden ist den nen ich mal V Regen plus der Änderung die vom
- Flusswasser verursacht worden ist die nen ich mal Delta V Fluss das ist eine Gleichung die Sinn macht sobald wir irgendeinen Prozess haben bei dem sich
- die gesamte Wassermenge des Sees ändert kann man diese Änderung aufteilen in die Änderung die vom Regen oder von der Verdunstung verursacht worden ist und
- der Änderung die aufgrund vom Fluss verursacht worden ist so und genau analog sieht's bei dieser Situation hier aus wir haben eine Zustandsgröße die uns
- den Zustand des Systems beschreibt das ist die innere Energie und sobald sich die innere Energie ändert Delta u kann man diese Änderung aufteilen in die
- Änderung die aufgrund von Wärmeübertragung verursacht worden ist und in eineer Änderung die aufgrund von verrichteter Arbeit verursacht worden
- ist diese Gleichung die wir jetzt hier stehen haben das ist eine extrem wichtige Gleichung in der Thermodynamik das ist der sogenannte erste Hauptsatz
- der Thermodynamik mit diesem ersten Hauptsatz werden wir uns in den nächsten Videos dieser Playlist noch genauer beschäftigen den Link zur Playlist den
- findest du jetzt noch unten in der Videobeschreibung
Zum Nachlesen
ThermodynamikAußerdem wird die Wertigkeit der Energieformen über die Entropie erfasst. Beispielsweise ist es möglich, mechanische, elektrische oder chemische Energie …
WärmeDie physikalische Größe Wärme erfasst einen Teil der Energie, die bei einem Vorgang von einem thermodynamischen System aufgenommen oder abgegeben wird.