Was genau ist Wärme? - Einfache Erklärung, Thermodynamik (Physik & Chemie)
Think Logic
https://www.youtube.com/watch?v=lDCxXwA2Ehw

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 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
0:09 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
0:17 werde ich dir diese Definition anhand von einem einfachen Beispiel veranschaulichen wenn in der Thermodynamik Energie übertragen wird
0:25 zwischen zwei thermodynamischen Systemen dann kann das entweder mittels Volumenarbeit oder anderen Prozessen geschehen und die Energie die über diese
0:35 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
0:45 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
0:54 blaue Gas übertragen hier haben wir jetzt mehrere Möglichkeiten eine Möglichkeit wäre die Volumenarbeit dazu könnten wir einfach
1:03 diese dranwand hier ein Stückchen nach rechts verschieben das sieht dann folgendermaßen aus hier expandiert dann dieses rote Gas und das blaue Gas wird
1:14 komprimiert und bei diesem Vorgang wird dann Volumenarbeit vom roten Gas am blauen Gas verrichtet und diese Volumenarbeit die ist gleich B das ist
1:25 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
1:36 übertragen es gibt natürlich auch andere Möglichkeiten zur Energieübertragung betrachten wir dazu diese Gase mal als eine Ansammlung von
1:44 kleinen Teilchen die in diesen Behältern umherschweren diese Teilchen die krachen natürlich auch gegen die wänd dieses Behälters und dabei kann es zu diese
1:54 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
2:04 Seite dieser Trennwand kracht jetzt dieses rote Teilchen genau an dieser Stelle gegen diese Trennwand dabei wird kinetische Energie von diesem roten
2:13 Teilchen auf dieses blaue Teilchen übertragen das heißt dieses blaue Teilchen das bewegt sich dann nach rechts was wir jetzt hier haben ist
2:22 eigentlich nichts anderes als ein elastischer Stoß zwischen diesem roten und diesem blauen Teilchen bei dem Energie vom roten aufs blaue Teilchen
2:31 übertragen wurde das heißt jetzt insgesamt wurde jetzt Energie vom roten System aufs blaue System übertragen das war jetzt natürlich keine Volumenarbeit
2:42 sondern das war so ein anderer Prozess und deswegen bezeichnen wir diese Energie die hier übertragen wurde als Wärme eine weitere Möglichkeit Energie
2:52 vom roten aufs blaue System zu übertragen ohne Volumenarbeit zu verrichten wä mit Hilfe von elektromagnetischer Strahlung
3:00 du weißt wahrscheinlich dass jeder Körper der eine bestimmte Temperatur hat Wärmestrahlung emittiert und so auch diese Gase hier es kann also passieren
3:09 dass dieses rote Gas hier eine elektromagnetische Welle emittiert die dann vom blauen Gas absorbiert wird bei diesem Prozess wird dann Energie vom
3:19 roten aufs blaue System übertragen und diese Energieübertragung ist wieder natürlich keine Volumenarbeit und deswegen bezeichnet man die Energie die
3:27 hier übertragen wurde in der thermody wieder als Wärme das heißt du siehst also dass sobald Energie zwischen thermodynamischen Systemen übertragen
3:37 wird man entweder zwei Möglichkeiten hat entweder kann man Volumenarbeit verrichten oder Wärme austauschen und Wärme ist einfach eine Zusammenfassung
3:46 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
3:57 wichtige Frage beantworten und zwar ist diese Größe die Wärme eine Zustandsgröße und die Antwort ist nein was bedeutet das jetzt das bedeutet dass
4:08 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
4:19 keine Zustandsgröße ist die beschreibt nicht den Zustand eines thermodynamischen Systems was man aber sehr wohl sagen
4:26 darf dieses blaue System beinhalt haltet eine gesamte Energie von 10 jou das heißt die gesamte innere Energie eines thermodynamischen Systems ist sehwohl
4:37 eine Zustandsgröße also die innere Energie u beschreibt den Zustand eines Systems die Wärme allerdings nicht Wärme und Arbeit das sind keine Zustandsgrößen
4:49 sondern Prozessgrößen die machen nur Sinn wenn sich diese Zustandsgröße hier ändert das heißt sobald irgendwo Energie übertragen wird ändert sich die innere
4:59 Energie der thermodynamischen Systeme und dann kann man von Wärme und von Volumenarbeit sprechen man kann sich diesen Zusammenhang zwischen innerer
5:08 Energie Wärme und Arbeit anhand von einem ganz analogen Beispiel veranschaulichen wir betrachten hier einen See und die gesamte Wassermenge
5:17 dieses Sees kann sich auf zwei verschiedene Arten ändern einmal kann Wasser über diesen Fluss zuer abfließen und einmal kann sich die Wassermenge
5:26 aufgrund von Regen und Verdunstung ändern das sind die zwei Möglichkeiten eine sinnvolle Aussage in dieser Situation wäre jetzt folgende die
5:35 gesamte Wassermenge dieses Sees ist 100.000 l bezeichnen wir diese Wassermenge mal als V was hier jetzt keine sinnvolle Aussage wäre in diesem
5:46 See befinden sich 10.000 l Regenwasser diese Aussage ist deswegen nicht sonderlich sinnvoll weil wir in diesem See nicht mehr zwischen Regenwasser und
5:55 Flusswasser unterscheiden können im See befindet sich einfach nur Wasser und wir können nur die gesamte Wassermenge angeben genauso sinnlos ist die Aussage
6:05 im See befinden sich 10 000 l Flusswasser wieder das gleiche Problem wir können nicht zwischen Flusswasser und Regenwasser unterscheiden das heißt
6:13 also dass Flusswasser und Regenwasser keine Zustandsgrößen sind die beschreiben uns nicht den Zustand des Sees die gesamte Wassermenge ist aber
6:21 sehr wohl eine Zustandsgröße die beschreibt uns den Zustand des Sees Regenwasser und Flusswasser hingegen sind Prozessgrößen
6:30 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
6:39 geregnet und es wurden 10 000 l Regenwasser hinzugefügt das wäre eine sinnvolle Aussage wenn wir das ganze jetzt als
6:48 eine Gleichung formulieren würden dann würde das folgendermaßen aussehen die Änderung der Gesamtwassermenge des Sees Delta V setzt sich zusammen aus
6:57 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
7:08 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
7:18 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
7:27 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
7:38 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
7:48 Änderung die aufgrund von Wärmeübertragung verursacht worden ist und in eineer Änderung die aufgrund von verrichteter Arbeit verursacht worden
7:55 ist diese Gleichung die wir jetzt hier stehen haben das ist eine extrem wichtige Gleichung in der Thermodynamik das ist der sogenannte erste Hauptsatz
8:05 der Thermodynamik mit diesem ersten Hauptsatz werden wir uns in den nächsten Videos dieser Playlist noch genauer beschäftigen den Link zur Playlist den
8:13 findest du jetzt noch unten in der Videobeschreibung