Erhöhung der inneren Energie durch Erwärumg?

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3 Antworten

Erwärmen ist Energiezufuhr - genauer gesagt, eine bestimmte Form davon. Die Temperatur ist ein Maß für die mittlere kinetische Energie pro Teilchen, wobei es allerdings falsch wäre, die beiden Größen gleichzusetzen.

In einem Gas, das näherungsweise als ideal betrachtet werden kann, sind die Teilchen - Atome oder Moleküle - hinreichend weit voneinander entfernt, dass man sagen kann, dass die mittlere kinetische Energie eines jeden Teilchens - relativ zum Schwerpunkt des Systems, der mittlere Impuls ist gleich Null (ungeordnete Bewegung) - 1/2∙k_B∙T pro Freiheitsgrad beträgt.

Im Falle eines einatomigen Gases 3/2∙k_B∙T, da es 3 translatorische Freiheitsgrade gibt (Fortbewegung im 3D-Raum). In mehratomigen Gasen kommen noch Rotations- und Schwingungsfreiheitsgrade hinzu, die die molare Wärmekapazität C_m erhöhen.

In Flüssigkeiten und Festkörpern sieht die Situation schon wieder anders aus. Die Atome und Moleküle interagieren so eng miteinander, dass dies C_m noch weiter verändert. In einem Festkörper wiederum wird C_m wieder kleiner, denn die Atome können hier ihre relative Position nicht verändern, nur Schwingungsfreiheitsgrade bleiben übrig. Dort wird statt einer Schwingungsenergie der einzelnen Teilchen gern auf die Beschreibung mittels als "Phononen" bezeichneter Quasiteilchen zurückgegriffen (Debye-Modell).

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Die innere Energie eines Objektes ist im Grunde die Bewegungsenergie der Atome dieses Objektes. Führt man Wärme hinzu, nehmen die Atome diese Energie auf, heißt, die Atome bewegen sich mehr (Rotation, Translation, innere Schwingungen). 

Desto mehr Wärme man hinzufügt, desto schneller werden diese Bewegungen, bis diese so stark sind, dass die Atome sich nicht mehr zusammenhalten können (=Körper schmilzt, sublimiert).

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Wärme ist auch eine Energieform, so gesehen lädtst du das Objekt damit auf.

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