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Wärmelehre Energie in Form von Wärme. Inhalt Temperaturerhöhung durch Wärmezufuhr Die spezifische Wärme Wärmestrom und Wärmeleitung.

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Präsentation zum Thema: "Wärmelehre Energie in Form von Wärme. Inhalt Temperaturerhöhung durch Wärmezufuhr Die spezifische Wärme Wärmestrom und Wärmeleitung."—  Präsentation transkript:

1 Wärmelehre Energie in Form von Wärme

2 Inhalt Temperaturerhöhung durch Wärmezufuhr Die spezifische Wärme Wärmestrom und Wärmeleitung

3 Mechanische Arbeit erhöht die Geschwindigkeit der Teilchen zunächst in eine Richtung, aber bald darauf verteilt sich die Energie auf alle Richtungen Wärmezufuhr durch Kontakt der Teilchen mit der heissen Wand erhöht auch die Geschwindigkeit der Teilchen, aber in alle Richtungen Möglichkeiten der Energiezufuhr am Beispiel eines Gases,

4 Gleichverteilung in der Thermodynamik Unabhängig von der Ursache –Arbeitszufuhr durch mechanische Arbeit, z. B. mit gerichteter Bewegung eines Kolbens, –Energiezufuhr durch Erwärmung wird in einem thermodynamischen System die Energie - nach kurzer Zeit - auf alle Freiheitsgrade gleichverteilt

5 Energiezufuhr durch Wärme 1 J Energiezufuhr durch Wärme 1 J Die Temperatur ist ein Maß für die mittlere kinetische Energie

6 Die spezifische Wärmekapazität 1 J Energiezufuhr durch Wärme 1 J/K Wärmekapazität 1 J/(K kg) Spezifische Wärmekapazität

7 Wärmestrom und Wärmeleitung Bei unterschiedlichen T 1 und T 2, einem System mit Temperaturgradienten, beginnt der Wärmestrom zu fließen T1T1 T2T2 A l

8 Die Wärmeleitung 1 W Wärmestrom zwischen zwei Punkten λ 1 W/(m·K)Wärmeleitfähigkeit A 1 m 2 Querschnitt des Wärmeleiters l1 mLänge des Wärmeleiters T 1, T 2 1 K Temperaturen der beiden Punkte (T 1 - T 2 ) / l ist der Temperaturgradient, nur wenn er ungleich Null ist, beginnt der Wärmestrom zu fließen

9 Wärmeleitfähigkeit einiger Materialien bei Raumtemperatur Material Silber 1 W/(m·K) 420 Aluminium200 Stahl40 Eis2 Glas0,84 Holz0,1 Luft0,023

10 Versuch zur spezifischen Wärme Erwärmung eines Liter Wassers in einem elektrischen Wasserkocher Leistung nach Typenschild Berechnung der Energie zur Erwärmung bis zum Siedepunkt Abschätzung der Aufheiz-Zeit bis zum Sieden c = 4187 J / (kg·K) Spezifische Wärmekapazität des Wassers

11 Zusammenfassung Die Temperatur erhöht sich bei Zufuhr von Wärme oder mechanischer Energie Zufuhr von Wärme Energie: –ΔQ = c · m · ΔT [J] –ΔQ [J] in Form von Wärme zugeführte Energie –c [K/kg] spezifische Wärmekapazität –m [kg] Masse des erwärmten Materials –ΔT [J] Temperatur Änderung Ein Temperaturgradient ist Voraussetzung für den Wärmestrom –ΔQ/ Δt = λ · A · ΔT / l [W] Wärmestrom –ΔT/ l [K/m] Temperaturgradient –λ [W/(m · K)] Wärmeleitfähigkeit –A [m 2 ] Querschnittsfläche des Wärme leitenden Materials

12 finis


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