Hitze und Temperatur sind ein eng verwandtes Thema, und als solches kann der Unterschied zwischen beiden etwas verwirrend sein. Der Hauptunterschied besteht darin, dass sich Wärme mit thermischer Energie befasst, während sich die Temperatur eher mit molekularer kinetischer Energie befasst.

Inhaltsverzeichnis

  • 1 Was ist der Unterschied?
  • 2 Ähnlichkeiten
  • 3 Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik
  • 4 Gedankenexperiment
    • 4.1 Verweise

Was ist der Unterschied?

Wärme beschreibt die Übertragung von Wärmeenergie zwischen Molekülen innerhalb eines Systems und wird in Joule gemessen. [2] Wärme misst, wie sich Energie bewegt oder fließt. Ein Gegenstand kann Wärme gewinnen oder verlieren, aber keine Wärme haben. Wärme ist ein Maß für Veränderung, niemals eine Eigenschaft, die ein Objekt oder ein System besitzt. Daher wird es als Prozessvariable klassifiziert.

Die Temperatur beschreibt die durchschnittliche kinetische Energie von Molekülen in einem Material oder System und wird in Celsius (° C), Kelvin (K), Fahrenheit (° F) oder Rankine (R) gemessen. Es ist eine messbare physikalische Eigenschaft eines Objekts – auch als Zustandsvariable bekannt. Andere messbare physikalische Eigenschaften sind Geschwindigkeit, Masse und Dichte, um nur einige zu nennen. [3]

Ähnlichkeiten

Wärme ist eine Übertragung von Wärmeenergie, die durch einen Temperaturunterschied zwischen Molekülen verursacht wird.

Hinweis: Unter thermischer Energie kann ansonsten die gesamte mikroskopische Kinetik und potentielle Energie eines Systems verstanden werden.

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik ist ein komplexes Thema, das intensive Untersuchungen auf dem Gebiet der Thermodynamik erfordert, um wirklich zu verstehen. Für den Zweck dieses Artikels muss jedoch nur ein kleiner Aspekt verstanden werden, und zwar die Tatsache, dass Wärme immer spontan von heißeren zu kälteren Substanzen fließt. Diese einfache Aussage erklärt, warum sich an einem heißen Tag draußen kein Eiswürfel bildet oder warum er schmilzt, wenn er in eine Schüssel mit warmem Wasser getaucht wird.

Gedankenexperiment

Stellen Sie sich den oben genannten Eiswürfel vor, der in eine Schüssel mit warmem Wasser gefallen ist – das Eis muss Wärme (Wärmeenergie) aus dem Wasser in der Schüssel gewinnen (siehe vorhergehenden Absatz). Das Hinzufügen von Wärmeenergie führt zu einer Erhöhung der kinetischen Energie des Eismoleküls und damit zu einer Erhöhung der Temperatur. Dies ist bekannt, weil die Temperatur tatsächlich das Maß für die durchschnittliche kinetische Energie der Moleküle ist. Darüber hinaus wird das Eis weiterhin Wärmeenergie gewinnen, wodurch sich seine Moleküle schneller bewegen und schließlich ihre intermolekularen Bindungen aufbrechen oder schmelzen.

Zusammenfassend ändert die Übertragung von Wärme oder Wärmeenergie normalerweise die Temperatur des Stoffes, aber nicht immer! In dem Moment, in dem sich das Eis in der Schüssel in Wasser verwandelt, haben diese Wassermoleküle genau die gleiche Temperatur wie damals, als sie Eis waren. In diesem Fall bewirkt die thermische Energie nicht die Erhöhung der kinetischen Energie, sondern das Aufbrechen der intermolekularen Bindungen, was zu einer Zustandsänderung führt. Mit der Zeit steigt jedoch die Temperatur des kürzlich geschmolzenen Eises, bis alles in der Schüssel das Gleichgewicht erreicht hat – was bedeutet, dass die Temperatur durchgehend konstant ist.

Verweise

  1. Dies wurde intern von einem Mitglied des Energy Education-Teams durchgeführt.
  2. R. Knight, Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, 3. Aufl. Pearson, 2013, p. 279
  3. R. Knight, Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, 3. Aufl. Pearson, 2013, p. 445

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