Titel:
Physik und medizinische Physik für Veterinärmediziner
Personen:
Giese, Werner Wikipedia
PURL:
http://viewer.tiho-hannover.de/viewer/image/PPN611177188/115/
9 Wärmelehre - Kalorik
9.1 Physikalische Deutung der Wärme, Zusammenhang zwischen
Wärme und Temperatur

Wärme ist eine Form der Energie, die sich in
der kinetischen Energie der Atome und Mole
küle manifestiert.
Auf diese Weise stellt die Wärmeenergie
auch die innere Energie eines Systems dar.
Diese tritt meist in verschiedenen Bewe
gungsformen auf.
1. Als Translationsbewegung der Atome
und Moleküle
2. Als Rotationsbewegung der Atome und
Moleküle
3. Als Vibrationsbewegung der Atome und
Moleküle
Alle drei Anteile finden sich bei zwei- und
mehratomigen Molekülen in der Gasphase.
Dabei bewegen sie sich durch Translation von
Ort zu Ort (1) im dreidimensionalen Raum.
Die Atome des Moleküls rotieren gleichzeitig
um ihren gemeinsamen Schwerpunkt (2)
Zusätzlich zur Rotation kommen noch mehre
re Arten von Schwingungen dazu (3).
Durch Absorption von Wärmestrahlung (In
frarotstrahlung) werden alle drei Energie
formen gesteigert. Dabei zeigen Rotation und
Vibration Energieniveaus von Quantennatur.
Sie nehmen also diskrete höhere Energiezu
stände an und geben im thermischen Gleich
gewicht auch eine Vielzahl diskreter Energie
quanten in Form von Infrarotlicht wieder ab.
Gerade bei Gasen können diese diskreten
Energiequanten gut aufgelöst gemessen wer
den. Dies ist die Grundlage der Infrarot-
Spektroskopie.

In Flüssigkeiten sind die Translationsbewe
gung und die eingeschränkte Rotationsbewe
gung möglich. In Festkörpern, z.B. in Kri
stallen, überwiegt die Vibrationsbewegung.
Die Erhöhung des Wärmeinhalts Q um AQ in
Joule (J) ist stets mit einer proportionalen Er
höhung der Temperatur um AT in Kelvin (K)
verbunden.
AQ~ AT
Mit der Proportionalitätskonstanten C folgt:
AQ = C • AT
Die Proportionalitätskonstante heißt Wärme
kapazität und hat die Einheit J • K 1 .
Da C in dieser Form für Körper verschiedener
Massen gilt, wird es für Vergleichs- und Re
chenzwecke auf die Masseneinheit kg bezo
gen und heißt dann spezifische Wärmekapa
zität c.
C = J
m C .K kg.
oder C = m c
Aus AQ = C • AT
wird AQ = m • c • AT
Diese Gleichung wird später noch für die Be
stimmung von Wärmeinhalten von Nährstof-

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