Wärme

Physikalisch

Basiswissen

Formelzeichen und Einheit der Wärme

• Das übliche Formelzeichen für die Wärme ist ein großes Q ↗
  

• Die übliche Einheit ist das Joule ↗
  

Wärmeenergie? Besser: innere Energie====

In der Physik üblich aber möglicherweise auch verwirrend ist der Begriff der Wärmeenergie^[5]. Wärmeenergie wird dabei als Form der inneren Energie definiert, die auf der Bewegung der Teilchen eines Systems beruht^[3]. Während der Begriff der Wärmeenergie als Zustandsgröße heute kritisch betrachtet wird^[2], ist der Begriff der inneren Energie^[4] eindeutig. Die innere Energie deckt in etwa das ab, was auch der Begriff Wärmeenergie beinhaltet. Man vermeidet damit aber die gedankliche Vermischung^[2] von Zustandsgrößen (innere Energie, Temperatur etc.) mit Prozessgrößen wie der Wärme. Siehe auch innere Energie ↗

• Mehr dazu unter Wärmeenergie ↗
  

Was ist der Unterschied zwischen Wärme und Temperatur?

• Temperatur steht für die mittlere kinetische Energie von Teilchen.
  

• Angenommen man hat einen Liter mit 10 Grad Celsius kaltem Wasser.
  

• Das Wasser ist recht kalt, aber es enthält dorch Wärmeenergie.
  

• Die Wärmeenergie ist die Energie in der Bewegung der Wasserteilchen.
  

• Nun stelle man sich parallel dazu 20 Liter mit 5 Grad kaltem Wasser vor.
  

• Das Wasser der 20 Liter ist sehr viel kälter als der eine Liter mit 10° C.
  

• Die 20 Liter mit 5° C enthalten aber zusammen sehr viel mehr Wärmeenergie.
  

• Siehe auch Temperatur und Wärme ↗
  

Tabellen zur Wärmelehre

• Spezifische Wärmekapazitäten ↗
  

• Wärmeleitfähigkeiten ↗
  

Fußnoten

• [1] Johan Tyndall: Heat as a mode of motion. London (1863). Auf Deutsch: Die Wärme betrachtet als eine Art der Bewegung, Autorisierte deutsche Ausgabe herausgegeben durch H. Helmholtz und G. Wiedemann nach der zweiten Auflage des Originals, F. Vieweg, Braunschweig 1867.
  

• [2] Wärme als Prozessgröße: "Wärme ist […] eine Prozessgröße, die einen Austauschprozess, aber keinen Zustand beschreibt." Zur Veranschaulichung heißt es weiter: "In einem heißen Körper mit einer hohen Temperatur steckt viel Energie, aber nicht „viel Wärme“ drin." In: Martin Buchholz: Energie - wie verschwendet man etwas, das nicht weniger werden kann? Springer-Verlag Berlin Heidelberg. Zweite erweiterte und korrigierte Auflage von 2019. ISBN: 978-3-662-56772-2. Dort die Seite 46.
  

• [3] Das Spektrum Lexikon der Physik definiert Wärme - abweichend zu Martin Buchholz - , als Form der inneren Energie eines Systems: "Wärme, Wärmeenergie, eine Form der inneren Energie, die nicht auf der Verrichtung von Arbeit oder der Änderung der Stoffmenge beruht. Sie ist quantitativ äquivalent zu den anderen Energieformen. Die Wärmeenergie von Materie besteht aus der Bewegungsenergie ihrer Atome und Moleküle." Und: "Thermische Energie kann aber noch in weiteren mikroskopischen Freiheitsgraden von Materie gespeichert sein, so z.B. in elektronisch angeregten Zuständen der Atome oder auch in magnetisch angeregten Zuständen." Am absoluten Nullpunkt "verschwindet die thermische Energie vollständig, jedoch bleibt nach der Quantenmechanik eine (kleine) Bewegungsenergie (die Nullpunktsenergie) bestehen." In: Spektrum Lexikon der Physik. Dort der Artikel zu "Wärme". Abgerufen am 30. Januar 2024. Online: https://www.spektrum.de/lexikon/physik/waerme/15373
  

• [4] Die innere Energie ist "die gesamte Energie eines thermodynamischen Systems, die allein durch den inneren Zustand des Systems bestimmt ist. Sie setzt sich zusammen aus der kinetischen Energie der Wärmebewegung, der Wechselwirkungsenergie zwischen den Molekülen sowie aus innermolekularen Anteilen (z. B. Schwingungsenergie)." In: Spektrum Lexikon der Physik. Dort der Artikel zu "Wärme". Abgerufen am 30. Januar 2024. Online: https://www.spektrum.de/lexikon/physik/innere-energie/7270
  

• [5] "Gemäß der Klassifizierung physikalischer Systeme unterscheidet man mechanische Energie, elektrische Energie und magnetische Energie bzw. elektromagnetische Energie, thermodynamische Energie oder Wärmeenergie, Deformations- oder Formänderungsenergie und ferner noch verschiedene Formen der Bindungsenergie, wie chemische Energie und Kernenergie." In: Spektrum Lexikon der Physik. Dort der Artikel zu "Wärme". Abgerufen am 30. Januar 2024. Online: https://www.spektrum.de/lexikon/physik/energie/4311