Was ist innere Energie und wie wendet man die Formel an?

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4 Antworten

Die innere Energie ist die Energie, die in einem Körper/System aufgrund seiner Temperatur steckt.

Häufig wird das auch als thermische Energie bezeichnet, was aber falsch ist, weil sich ein Stoff bei Erwärmung ausdehnt und dadurch nicht nur seine thermische sondern auch seine innere potentielle Energie verändert wird.

Manchmal liest man auch, das ist die Wärme oder Wärmeenergie, die in einem Körper steckt. Das ist aber auch nicht korrekt, denn Wärme ist Energie, die über die Systemgrenze geht und nicht die Energie, die im inneren eines Körpers gespeichert ist.

Das drückt sich auch in der Formel aus:
doppelte Masse kann auch doppelte Energie speichern bei gleicher Temperatur.

Bei der doppelten Temp.differenz ist die gespeicherte innere Energie ebenfalls doppelt so hoch.

Dann spielt eine Rolle, wieviel Energie ein Stoff überhaupt aufnehmen kann. Diese Stoffkonstante ist die spezifische Wärmekapazität.

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Hallo Lenni,

die innere Energie ist, wie der Name schon sagt, die Energie, die im inneren eines Körpers gespeichert ist und zwar unabhängig von seiner Lage oder Geschwindigkeit. Du weißt ja wahrscheinlich, dass Materie aus kleinen Teilchen, Atomen oder Molekülen besteht. Diese Teilchen sind nicht in Ruhe sondern bewegen sich dauernd hin und her, haben also kinetische Energie. Aber obwohl sie sich alle bewegen, hat der Körper als Ganzes keine kinetische Energie, denn er ruht ja. Diese Energie, die von der Bewegung der kleinen Teilchen im Inneren des Körpers stammt, nennt man innere Energie.

Ein Maß für die innere Energie ist die Temperatur: Je schneller sich die Teilchen im Inneren des Körpers sind, umso wärmer ist er. Deshalb auch die Formel, die du gepostest hast: Die Energie hängt direkt von der Temperatur ab. Natürlich geht auch die Masse des Körpers ein: Je größer seine Masse, umso mehr Teilchen sind in ihm drin und umso mehr von ihren kleine Energien tragen zur gesamten inneren Energie bei. Und dann gibt es noch die spezifische Wärmekapazität c, die sagt, welches Material bei gegebener Temperatur und Masse mehr innere Energie trägt. Diese Abhängigkeit vom Material rührt eigentlich von unserem Unwissen darüber, wie man genau von der Temperatur auf die innere Energie schließt, unterschiedliche Materialien haben ganz unterschiedliche, sehr komplexe Strukturen (einfachstes Beispiel: Gase, Flüssigkeiten und Festkörper haben ganz unterschiedliche Strukturen), die für den Zusammenhang zwischen innerer Energie und Temperatur wichtig sind. Wir können diesen Zusammenhang nicht nachvollziehen, also messen wir einfach eine Kennzahl für jedes Material und wissen aus dem Experiment, was herauskommt.

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Die innere Energie ist z.B. die Wärmeenergie, man kann aber auch chemische Energie dazuzählen, sogar die Kernbindungsenergie könnte dazuzählen (bei radiaktiven Prozessen). Äussere Energie ist vor allem kinetische Energie.

Wenn ein Fahrrad abbremst, wird äussere Energie (kinetische Energie) in innere Energie (Erwärmung Bremsklötze) umgewandelt. Lageenergie ist auch äußere Energie und nicht innere Energie.

Die Formel gibt an, wie Energiedifferenz, Masse, Wärmekapazität und Temperaturdifferenz zusammenhängen. Also z.B. wieviel Energie man zusätzlich reinstecken muss, um 1 Liter Wasser um ein Grad zu erhitzen.

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Einfach ausgedrückt: Wärme. Mit der Formel kannst du ausrechnen, welche Energiemenge zu einer bestimmten Temperaturdifferenz gehört.

Dafür wird die Temperaturdifferenz mit der Masse und der Wärmeleitfähigkeit des entsprechenden Stoffs multipliziert.

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