Thermodynamik Flashcards
Wärme
Wärme Q=c • m • 🔺T
Einheit: Joule J
c=spezifische Wärmekapazität
m=Masse des erwärmten Objekts
🔺T=Temperaturdifferenz in K
Wärmestrom
Wärmestrom I = (🔺Q) : t = lambda • 🔺T • (A:d)
lambda=Wärmeleitfähigkeit A=Querschnitt d=Wanddicke 🔺T=Temperaturdifferenz t=Zeitintervall
Druck
Druck p= F : A
p= Druck
F= wirkende Kraft
A= Fläche
=> je größer die Kraft & je kleiner die Fläche, auf die sie wirkt, desto größer ist der Druck
Moleküle in Festkörpern
Moleküle in Festkörpern können nur um ihre Ruhelage oder durch Verformung schwingen (Bewegungen sind ungeordnet & umso schneller, je wärmer es ist = kinetische Energie in Atomen & Molekülen)
Moleküle in Flüssigkeiten & Gasen
Moleküle in Flüssigkeiten und Gasen können sich auch frei bewegen und rotieren (Bewegungen sind ungeordnet & umso schneller, je wärmer es ist = kinetische Energie in Atomen & Molekülen)
Temperaturskalen
Celsius-Skala
Fahrenheit-Skala
Kelvin-Skala (Technik & Naturwissenschaften)
Kelvin-Skala
Kelvin-Skala: Nullpunkt = tiefstmögliche Temperatur (-271,15°)
Tripelpunkt des Wassers
Tripelpunkt des Wassers: 0°
abhängig vom Druck sind alle drei Aggregatzustände möglich
Definition: Wärme
Wärme: ungeordnete Bewegungsenergie, die von selbst bei Kontakt von einem Körper mit höherer Temperatur auf einen mit niedrigerer Temoeratir überfließt
Wärme: Abkürzung & Einheit
Wärme Q, Einheit Joule J
Definition: Spezifische Wärmekapazität
Spezifische Wärmekapazität: benötigte Energie um 1 kg eines Stoffes um 1° C zu erwärmen (es wird verschieden viel Energie benötigt um unterschiedliche Stoffe zu erwärmen)
- Hauptsatz der Wärmelehre
- Hauptsatz der Wärmelehre: man kann die Temperatur eines Stoffes durch Arbeit oder Wärme erhöhen; Wärme = Übertragung von Energie, wird einem Körper Wärme zugeführt, steigt seine Temperatur und seine Wärme
Wärmeleitung
Wärmeleitung: wie schnell ungeordnete Bewegungsenergie weitergegeben wird, hängt vom Magerial ab -> gute & schlechte Wärmeleiter (Metalle durch gute elektrische Leitfähigkeit guter Wärmeleiter, sie geben die ungeordnete kin. Energie nicht nur durch Zusammenstöße ihrer Atome ab, sondern auch durch ihre frei beweglichen Elektronen)
Definition: Wärmefluss / Wärmestrom
Wärmefluss/Wärmestrom = Übertragung von Wärme: gibt an, wie viel Wärme/Energie pro Zeit fließt
Definition: Konvektion
Konvektion: Transport von Wärme & Materie bei Wärmeübertragung
Definition: freie Konvektion
Freie Konvektion: erwärmte Gase/Flüssigkeiten dehnen sich aus, Dichte sinkt -> sie steigen auf (Gravitation); Wärme wird transportiert und an kühleren Stellen abgegeben (Heizen);
unterbindet man Konvektion ist Luft ein guter Wärmeisolator (Kleidung = Konvektionsverhinderer)
Definition: erzwungene Konvektion
Erzwungene Konvektion: Konvektionsbewegung wird durch Ventilation/Pumpen erzeugt
Definition: Wärmestrahlung
Wärmestrahlung = thermische Strahlung, auch in Vakuum, gehört zu den elektromagnetischen Wellen (breites Spektrum, temperaturabhängiges Strahlungsmaximum: je heißer das Objekt, desto kurzwelliger das Strahlungsmaximum)
Definition: Latente Wärme
Latente (verborgene) Wärme: Erwärmung ohne Temperaturerhöhung
z.B.: wird Wasser erhitzt steigt die Temperatur bis es 100° erreicht hat, dann bleibt sie konstant, bis das ganze Wasser verdampft ist (das gleiche bei Schmelzen von Eis), da Wassermoleküle im festen Zustand eine stärkere Bindung haben als im flüssigen & im flüssigen eine stärkere als im gasförmigen -> es muss Arbeit gegen die Bindungsenergie verrichtet werden = Wärme die zugeführt wird
Anomalie das Wassers
Anomalie das Wassers: Dichte von Eis ist durch Eiskristalle mit Hohlräumen geringer als die von Wasser, Wasser dehnt sich schon bei Abkühlung unter 4°C aus, da hier die Bildung von Eiskristallen beginnt (normalerweise: Dichte eines Stoffes im festen Zustand am höchsten)
Wärmekraftmaschinen
Wärmekraftmaschinen verwandeln ungeordnete Bewegungsenergie in geordnete zurück;
Gas, Zylinder, Kolben notwendig: Gas wird komprimiert, schnell viel Wärme zugeführt, heißes Gas expandiert, drückt Kolben weg, kühlt dabei ab, ungeordnete Bewegungsenergie wird in Bewegung des Kolbens umgewandelt
Otto-Motor
Otto-Motor = Benzinmotor = klassischer Verbrennungsmotor = Viertaktmotor: einer der 4 Takte liefert Energie (Arbeitstakte), deswegen mehrere, verschieden getaktete Zylinder
Definition: Druck
Druck p: gibt an, welche Kraft auf eine Fläche wirkt, Einheit: bar/Pascal
