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Innere Energie


Thermodynamik


Definition


Die innere Energie, abgekürzt mit einem großen U, ist die gesamte Energie, die ein ruhendes thermodynamisches System im thermodynamischen Gleichgewicht mit seiner Umgebung noch hat, die für für thermodynamische Umwandlungen noch zur Verfügung steht. Das ist hier kurz erklärt.

Eigenschaften der inneren Energie



Was ist die äußere Energie?


Man stelle sich eine dünne und mit Gas gefüllte Glaskugel vor. Die Kugel fliegt mit hoher Geschwindigkeit im Weltraum um die Erde. Diese Kugel als Ganzes hat a) eine Bewegungsenergie und b) eine Höhenenergie. Diese zwei Energiearten bezeichnet man als äußere Energie, sie hängen nicht vom inneren Zustand des Gases in der Kugel ab. Welche Temperatur oder welchen Druck das Gas im Inneren der Kugel haben, spielt für die äußere Energien also keine Rolle.

Was ist die innere Energie?


Um sich die innere Energie eines Systems vorzustellen, denkt man sich das System zunächst als ruhend vor. Auch vernachlässigt man seine Lage in einem Feld, ordnet ihm also keine potentielle Energie wie etwa eine Höhenenergie zu. Zudem stellt man sich das System in einem thermodynamischen Gleichgewicht mit seiner Umwelt vor: es hat also gedanklich dieselbe Temperatur. Damit gibt es auch keinen temperaturbedingten Energiefluss zwischen dem System und der Umwelt. Die innere Energie ist dann die Summe aller Energie, die das System dann noch hat, um damit thermodynisch wirken zu können. Diese innere Energie setzt sich aus vielen möglichen Bestandteilen[1] zusammen.

Bestandteile der inneren Energie


Bei realen Gasen, Flüssigkeiten und festen Stoffen die gegenseitige potenzielle Energie

Fußnoten