{"id":44248,"date":"2019-10-15T02:31:15","date_gmt":"2019-10-15T01:31:15","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/was-ist-warme-in-der-thermodynamik-definition\/"},"modified":"2020-03-10T06:22:39","modified_gmt":"2020-03-10T05:22:39","slug":"was-ist-warme-in-der-thermodynamik-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/de\/was-ist-warme-in-der-thermodynamik-definition\/","title":{"rendered":"Was ist W\u00e4rme in der Thermodynamik – Definition"},"content":{"rendered":"
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W\u00e4rme ist die Energiemenge, die aufgrund ihres Temperaturunterschieds spontan von einem K\u00f6rper zum anderen flie\u00dft.\u00a0W\u00e4rme ist eine Energieform, aber es ist Energie auf der Durchreise.\u00a0W\u00e4rmetechnik<\/div>\n<\/div>\n
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W\u00e4rme in der Thermodynamik<\/h2>\n

\"nulltes<\/a>W\u00e4hrend sich\u00a0innere Energie<\/strong>\u00a0auf die Gesamtenergie aller Molek\u00fcle im Objekt bezieht, ist\u00a0W\u00e4rme<\/strong>\u00a0die Energiemenge,\u00a0die<\/strong>\u00a0aufgrund ihrer Temperaturdifferenz spontan von einem K\u00f6rper zum anderen\u00a0flie\u00dft<\/strong>\u00a0.\u00a0W\u00e4rme<\/strong>\u00a0ist eine Energieform, aber es ist\u00a0Energie auf der Durchreise<\/strong>\u00a0.\u00a0W\u00e4rme ist keine Eigenschaft eines Systems.\u00a0Die Energie\u00fcbertragung als W\u00e4rme erfolgt jedoch auf molekularer Ebene aufgrund eines\u00a0Temperaturunterschieds<\/strong>\u00a0.<\/p>\n

Stellen\u00a0Sie sich einen\u00a0Metallblock<\/strong>\u00a0bei hoher Temperatur vor, der aus Atomen besteht, die stark um ihre durchschnittliche Position schwingen.\u00a0Bei niedrigen Temperaturen<\/strong>\u00a0schwingen die Atome weiter, jedoch mit\u00a0geringerer Intensit\u00e4t<\/strong>\u00a0.\u00a0Wenn ein hei\u00dferer Metallblock mit einem k\u00fchleren Block in Kontakt gebracht wird, geben die stark schwingenden Atome am Rand des hei\u00dferen Blocks ihre kinetische Energie an die weniger schwingenden Atome am Rand des k\u00fchlen Blocks ab.\u00a0In diesem Fall findet\u00a0zwischen diesen beiden Bl\u00f6cken ein\u00a0Energietransfer statt<\/strong>\u00a0, und\u00a0durch diese zuf\u00e4lligen Vibrationen\u00a0flie\u00dft W\u00e4rme<\/strong>\u00a0vom hei\u00dferen zum k\u00fchleren Block.<\/p>\n

Wenn zwei Objekte in\u00a0thermischen Kontakt gebracht werden<\/strong>\u00a0,\u00a0flie\u00dft<\/strong>\u00a0im Allgemeinen\u00a0W\u00e4rme<\/strong>\u00a0zwischen ihnen,\u00a0bis<\/strong>\u00a0sie miteinander ins\u00a0Gleichgewicht<\/strong>\u00a0kommen\u00a0.\u00a0Wenn eine\u00a0Temperaturdifferenz<\/strong>\u00a0vorliegt, flie\u00dft W\u00e4rme spontan\u00a0vom w\u00e4rmeren zum k\u00e4lteren System<\/strong>\u00a0.\u00a0Die W\u00e4rme\u00fcbertragung erfolgt durch\u00a0W\u00e4rmeleitung<\/strong>\u00a0oder durch\u00a0W\u00e4rmestrahlung<\/strong>\u00a0.\u00a0Wenn der\u00a0W\u00e4rmestrom aufh\u00f6rt<\/strong>\u00a0, sollen sie die\u00a0gleiche Temperatur haben<\/strong>\u00a0.\u00a0Sie sollen sich dann im\u00a0thermischen Gleichgewicht befinden<\/strong><\/a>\u00a0.<\/p>\n

Wie bei der Arbeit\u00a0h\u00e4ngt die<\/strong>\u00a0\u00fcbertragene W\u00e4rmemenge\u00a0vom Weg ab<\/strong>\u00a0und nicht nur von den Anfangs- und Endbedingungen des Systems.\u00a0Es gibt tats\u00e4chlich viele M\u00f6glichkeiten, das Gas von Zustand i zu Zustand f zu bringen.<\/p>\n

Ebenso wie bei der Arbeit ist es wichtig, zwischen\u00a0W\u00e4rme<\/strong>\u00a0, die einem System von seiner Umgebung zugef\u00fchrt wird, und\u00a0W\u00e4rme, die<\/strong>\u00a0von einem System an seine Umgebung abgegeben wird, zu unterscheiden.\u00a0Q ist positiv f\u00fcr die dem System zugef\u00fchrte W\u00e4rme. Wenn also W\u00e4rme aus dem System austritt, ist Q negativ.\u00a0Da W in der Gleichung die vom System geleistete Arbeit ist, ist W negativ und E\u00a0int<\/sub>\u00a0steigt an\u00a0, wenn am System gearbeitet\u00a0wird.<\/p>\n

Das Symbol\u00a0q<\/strong>\u00a0wird manchmal verwendet, um die W\u00e4rme anzuzeigen, die einem System\u00a0pro Masseneinheit<\/strong>\u00a0hinzugef\u00fcgt oder daraus entnommen wird\u00a0.\u00a0Sie entspricht der zugesetzten oder abgef\u00fchrten Gesamtw\u00e4rme (Q) geteilt durch die Masse (m).<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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W\u00e4rmekapazit\u00e4t<\/h2>\n

\"Tabelle<\/a>Verschiedene Substanzen<\/strong>\u00a0sind betroffen\u00a0unterschiedliche Gr\u00f6\u00dfen<\/strong>\u00a0durch die\u00a0Zugabe von W\u00e4rme<\/strong>\u00a0.\u00a0Wenn verschiedenen Substanzen eine bestimmte W\u00e4rmemenge zugesetzt wird, steigen ihre Temperaturen um unterschiedliche Betr\u00e4ge.\u00a0Diese\u00a0Proportionalit\u00e4tskonstante<\/strong>\u00a0zwischen der\u00a0W\u00e4rme Q<\/strong>\u00a0, die das Objekt aufnimmt oder verliert, und der daraus resultierenden\u00a0Temperatur\u00e4nderung T<\/strong>\u00a0des Objekts wird als\u00a0W\u00e4rmekapazit\u00e4t C<\/strong>\u00a0eines Objekts bezeichnet.<\/p>\n

C = Q \/ \u0394T<\/strong><\/em><\/p>\n

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Die W\u00e4rmekapazit\u00e4t<\/span><\/strong>\u00a0ist eine\u00a0<\/span>umfangreiche Eigenschaft<\/span><\/a>\u00a0der Materie, dh sie ist proportional zur Gr\u00f6\u00dfe des Systems.\u00a0<\/span>Die W\u00e4rmekapazit\u00e4t C<\/span><\/strong>\u00a0hat die Energieeinheit pro Grad oder Energie pro Kelvin.\u00a0Wenn das gleiche Ph\u00e4nomen wie eine\u00a0<\/span>intensive Eigenschaft\u00a0<\/span><\/a>ausgedr\u00fcckt<\/span><\/strong>\u00a0wird\u00a0, wird die\u00a0W\u00e4rmekapazit\u00e4t<\/strong>\u00a0durch die Menge an Substanz, Masse oder Volumen geteilt, sodass die Menge unabh\u00e4ngig von der Gr\u00f6\u00dfe oder dem Ausma\u00df der Probe ist.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Spezifische W\u00e4rmekapazit\u00e4t<\/span><\/h2>\n

Die\u00a0<\/span>W\u00e4rmekapazit\u00e4t<\/span><\/strong>\u00a0eines Stoffes pro Masseneinheit wird als\u00a0<\/span>spezifische W\u00e4rmekapazit\u00e4t (c\u00a0<\/span>p<\/span><\/sub>\u00a0)<\/span><\/strong>\u00a0des Stoffes bezeichnet.\u00a0Der Index p gibt an, dass die W\u00e4rmekapazit\u00e4t und die\u00a0<\/span>spezifische W\u00e4rmekapazit\u00e4t<\/span><\/strong>\u00a0gelten, wenn die W\u00e4rme\u00a0<\/span>bei konstantem Druck<\/span><\/strong>\u00a0hinzugef\u00fcgt oder abgef\u00fchrt\u00a0wird<\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

c\u00a0<\/span>p<\/span><\/sub>\u00a0= Q \/ m & Dgr; T.<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Spezifische W\u00e4rmekapazit\u00e4t<\/span><\/h2>\n

Im\u00a0<\/span>Idealgasmodell<\/span><\/a>\u00a0werden die\u00a0<\/span>intensiven Eigenschaften\u00a0<\/span>c\u00a0<\/span>v<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0und\u00a0<\/span>c\u00a0<\/span>p<\/span><\/sub><\/strong><\/em>\u00a0f\u00fcr reine, einfache kompressible Substanzen als partielle Ableitungen der\u00a0<\/span>inneren Energie\u00a0<\/span>u (T, v)<\/span><\/em><\/strong>\u00a0bzw. der\u00a0<\/span>Enthalpie\u00a0<\/span>h (T, p) definiert<\/span><\/em><\/strong>\u00a0:<\/span><\/p>\n

\"Spezifische<\/a><\/p>\n

wobei die Indizes\u00a0<\/span>v<\/span><\/strong>\u00a0und\u00a0<\/span>p<\/span><\/strong>\u00a0die Variablen bezeichnen, die w\u00e4hrend der Differenzierung festgehalten werden.\u00a0Die Eigenschaften\u00a0<\/span>c\u00a0<\/span>v<\/span><\/sub>\u00a0<\/strong>und\u00a0<\/span>c\u00a0<\/span>p<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0werden als\u00a0<\/span>spezifische\u00a0<\/span><\/strong>W\u00e4rme<\/span><\/strong>\u00a0(oder\u00a0W\u00e4rmekapazit\u00e4t<\/strong>\u00a0) bezeichnet, da sie unter bestimmten besonderen Bedingungen die Temperatur\u00e4nderung eines Systems mit der durch W\u00e4rme\u00fcbertragung hinzugef\u00fcgten Energiemenge in Beziehung setzen.\u00a0Ihre SI –\u00a0Einheiten sind\u00a0<\/span>J \/ kg K<\/span><\/strong>\u00a0oder\u00a0<\/span>J \/ mol K<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0F\u00fcr Gase sind zwei spezifische W\u00e4rmemengen definiert, eine f\u00fcr\u00a0<\/span>konstantes Volumen (c\u00a0<\/span>v<\/span><\/sub>\u00a0)<\/span><\/strong>\u00a0und eine f\u00fcr\u00a0<\/span>konstanten Druck (c\u00a0<\/span>p<\/span><\/sub>\u00a0)<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

\"Molare<\/a>Nach dem\u00a0<\/span>ersten Hauptsatz der Thermodynamik betr\u00e4gt<\/span><\/strong>\u00a0f\u00fcr einen Prozess mit konstantem Volumen mit einem einatomigen idealen Gas die molare spezifische W\u00e4rme:<\/span><\/p>\n

C\u00a0<\/span>v<\/span><\/sub>\u00a0= 3 \/ 2R = 12,5 J \/ mol K.<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

da<\/span><\/p>\n

U = 3 \/ 2nRT<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

Es kann abgeleitet werden, dass die\u00a0<\/span>molare spezifische W\u00e4rme<\/span><\/strong>\u00a0bei konstantem Druck ist:<\/span><\/p>\n

C\u00a0<\/span>p<\/span><\/sub>\u00a0= C\u00a0<\/span>v<\/span><\/sub>\u00a0+ R = 5 \/ 2R = 20,8 J \/ mol K.<\/span><\/strong><\/em><\/p>\n

Dieses\u00a0<\/span>C\u00a0<\/span>p<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0ist gr\u00f6\u00dfer als die molare spezifische W\u00e4rme bei konstantem Volumen\u00a0<\/span>C\u00a0<\/span>v<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0, da nun\u00a0<\/span>nicht nur<\/span><\/strong>\u00a0Energie zugef\u00fchrt werden muss\u00a0,\u00a0<\/span>um die Temperatur<\/span><\/strong>\u00a0des Gases\u00a0zu\u00a0erh\u00f6hen,<\/strong>\u00a0sondern auch, damit das\u00a0<\/span>Gas funktioniert,<\/span><\/strong>\u00a0da sich in diesem Fall das Volumen \u00e4ndert.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Latente Verdampfungsw\u00e4rme<\/span><\/h2>\n
\"Latente<\/a>
Die Verdampfungsw\u00e4rme nimmt mit zunehmendem Druck ab, w\u00e4hrend der Siedepunkt steigt.\u00a0Es verschwindet vollst\u00e4ndig an einem bestimmten Punkt, der als kritischer Punkt bezeichnet wird.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Wenn ein Material\u00a0<\/span>die Phase<\/span><\/strong>\u00a0von fest zu fl\u00fcssig oder von fl\u00fcssig zu gasf\u00f6rmig\u00a0\u00e4ndert, ist<\/strong>\u00a0im Allgemeinen\u00a0eine bestimmte Energiemenge an dieser Phasen\u00e4nderung beteiligt.\u00a0Im Falle eines Phasenwechsels von Fl\u00fcssigkeit zu Gas wird diese Energiemenge als\u00a0<\/span>Verdampfungsenthalpie<\/span><\/strong><\/a>\u00a0(Symbol \u2206H\u00a0<\/span>vap<\/span><\/sub>\u00a0; Einheit: J) bezeichnet, die auch als\u00a0<\/span>(latente) Verdampfungsw\u00e4rme<\/span><\/strong>\u00a0oder Verdampfungsw\u00e4rme bezeichnet wird.\u00a0Latente W\u00e4rme ist die W\u00e4rmemenge, die einer Substanz hinzugef\u00fcgt oder von ihr entfernt wird, um eine Phasen\u00e4nderung zu erzeugen.\u00a0Diese Energie baut die intermolekularen Anziehungskr\u00e4fte auf und muss auch die Energie liefern, die zur Expansion des Gases erforderlich ist (die\u00a0<\/span>p\u0394V-Arbeit<\/span><\/strong>).\u00a0Wenn latente W\u00e4rme hinzugef\u00fcgt wird, tritt keine Temperatur\u00e4nderung auf.\u00a0Die Verdampfungsenthalpie ist eine Funktion des Drucks, bei dem diese Umwandlung stattfindet.<\/span><\/p>\n

Latente Verdampfungsw\u00e4rme – Wasser mit 0,1 MPa (atmosph\u00e4rischer Druck)<\/span><\/p>\n

h\u00a0<\/span>lg<\/span><\/sub>\u00a0= 2257 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n

Latente Verdampfungsw\u00e4rme – Wasser mit 3 MPa (Druck in einem Dampferzeuger)<\/span><\/p>\n

h\u00a0<\/span>lg<\/span><\/sub>\u00a0= 1795 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n

Verdampfungsw\u00e4rme – Wasser bei 16 MPa (Druck in einem\u00a0<\/span>Druckhalter<\/span><\/a>\u00a0)<\/span><\/p>\n

h\u00a0<\/span>lg<\/span><\/sub>\u00a0= 931 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n

Die\u00a0<\/span>Verdampfungsw\u00e4rme<\/span><\/strong>\u00a0nimmt mit zunehmendem Druck ab, w\u00e4hrend der\u00a0<\/span>Siedepunkt<\/span><\/a>\u00a0steigt.\u00a0Es verschwindet vollst\u00e4ndig an einem bestimmten Punkt, der als\u00a0<\/span>kritischer Punkt bezeichnet wird<\/span><\/a>\u00a0.\u00a0Oberhalb des kritischen Punktes sind die fl\u00fcssige und die dampff\u00f6rmige Phase nicht zu unterscheiden, und die Substanz wird als\u00a0<\/span>\u00fcberkritische Fl\u00fcssigkeit bezeichnet<\/span><\/a>\u00a0.<\/span><\/p>\n

Die Verdampfungsw\u00e4rme ist die W\u00e4rme, die erforderlich ist, um eine Einheit\u00a0<\/span>ges\u00e4ttigter Fl\u00fcssigkeit<\/span><\/a>\u00a0vollst\u00e4ndig zu verdampfen\u00a0(oder eine Einheit Masse ges\u00e4ttigten Dampfes zu kondensieren) und gleich\u00a0<\/span>h\u00a0<\/span>lg<\/span><\/sub>\u00a0= h\u00a0<\/span>g<\/span><\/sub>\u00a0– h\u00a0<\/span>l<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

Die W\u00e4rme, die erforderlich ist, um eine Masseeinheit an der Substanz bei konstantem Druck zu schmelzen (oder einzufrieren), ist die Schmelzw\u00e4rme und ist gleich\u00a0<\/span>h\u00a0<\/span>sl<\/span><\/sub>\u00a0= h\u00a0<\/span>l<\/span><\/sub>\u00a0– h\u00a0<\/span>s<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0, wobei h\u00a0<\/span>s<\/span><\/sub>\u00a0die Enthalpie von ges\u00e4ttigtem Feststoff und h\u00a0<\/span>l ist<\/span><\/sub>\u00a0ist die Enthalpie der ges\u00e4ttigten Fl\u00fcssigkeit.<\/span><\/p>\n

\"Phasenwechsel<\/a>
Latente Verdampfungsw\u00e4rme – Wasser mit 0,1 MPa.\u00a0Dominanter Teil der aufgenommenen W\u00e4rme.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n
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……………………………………………………………………………………………………………………………….<\/p>\n

Dieser Artikel basiert auf der maschinellen \u00dcbersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie k\u00f6nnen uns helfen. Wenn Sie die \u00dcbersetzung korrigieren m\u00f6chten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder f\u00fcllen Sie das Online-\u00dcbersetzungsformular aus. Wir bedanken uns f\u00fcr Ihre Hilfe und werden die \u00dcbersetzung so schnell wie m\u00f6glich aktualisieren. Danke.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

W\u00e4rme ist die Energiemenge, die aufgrund ihres Temperaturunterschieds spontan von einem K\u00f6rper zum anderen flie\u00dft.\u00a0W\u00e4rme ist eine Energieform, aber es ist Energie auf der Durchreise.\u00a0W\u00e4rmetechnik W\u00e4rme in der Thermodynamik W\u00e4hrend sich\u00a0innere Energie\u00a0auf die Gesamtenergie aller Molek\u00fcle im Objekt bezieht, ist\u00a0W\u00e4rme\u00a0die Energiemenge,\u00a0die\u00a0aufgrund ihrer Temperaturdifferenz spontan von einem K\u00f6rper zum anderen\u00a0flie\u00dft\u00a0.\u00a0W\u00e4rme\u00a0ist eine Energieform, aber es ist\u00a0Energie auf … Weiterlesen<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[9],"tags":[],"yoast_head":"\nWas ist W\u00e4rme in der Thermodynamik - Definition<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"W\u00e4rme ist die Energiemenge, die aufgrund ihres Temperaturunterschieds spontan von einem K\u00f6rper zum anderen flie\u00dft. 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