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)
- ΔE = m c Δθ.
- 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)
Jedes Mal neue Fragen.
Mit Bezug auf NGSS: HS-PS3-4