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Naturwissenschaften – Grade 10 · Einheit 4: Energieumsätze und Wärme

Spezifische Wärmekapazität und latente Wärme

Nutze die spezifische Wärmekapazität und die latente Wärme, um die Energie zum Erwärmen und für Zustandsänderungen zu berechnen.

Die innere Energie ist die gesamte kinetische und potenzielle Energie der Teilchen in einem System. Erhitzen erhöht die innere Energie und lässt entweder die Temperatur steigen oder den Zustand wechseln. Die spezifische Wärmekapazität c ist die Energie, die nötig ist, um die Temperatur von 1 kg eines Stoffes um 1 °C zu erhöhen: ΔE = m c Δθ. Wasser hat einen hohen Wert, etwa 4200 J/kg °C.

Während einer Zustandsänderung bleibt die Temperatur konstant, obwohl Energie zugeführt wird, weil die Energie Bindungen zwischen den Teilchen aufbricht, statt sie schneller zu machen. Die spezifische latente Wärme L ist die Energie, die nötig ist, um den Zustand von 1 kg zu ändern, ohne die Temperatur zu ändern: E = m L. Die Schmelzwärme gilt für das Schmelzen; die Verdampfungswärme gilt für das Sieden und ist viel größer.

Beispiel mit Lösung

Wie viel Energie erwärmt 2 kg Wasser von 20 °C auf 30 °C? (c = 4200 J/kg °C)

  1. ΔE = m c Δθ.
  2. 2 × 4200 × 10.

Antwort:ΔE = 84 000 J.

Schlüsselwörter

innere Energie
gesamte kinetische und potenzielle Energie der Teilchen
spezifische Wärmekapazität
Energie, um 1 kg um 1 °C zu erwärmen
spezifische latente Wärme
Energie, um den Zustand von 1 kg zu ändern
Schmelzwärme
Energie zum Schmelzen (fest zu flüssig)
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Jedes Mal neue Fragen.

Mit Bezug auf NGSS: HS-PS3-4