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Kernkraftwerk Isar, Deutschland

Abgebrannten Kernbrennstoff Pool

Turbine eines Kernkraftwerks

Wärmeenergie

Wärmeenergie

Wärmeenergie (auch Wärmeenergie oder Wärmeenergie) ist die Manifestation von Energie in Form von Wärme. In allen Materialien sind die Atome, aus denen ihre Moleküle bestehen, in ständiger Bewegung, entweder in Bewegung oder in Schwingung.

Diese Bewegung der Teilchen impliziert, dass die Atome eine bestimmte kinetische Energie haben, die wir Wärme, Wärmeenergie oder Wärmeenergie nennen. In gewisser Weise ist Wärmeenergie die innere Energie eines Körpers.

Die innere Energie eines thermodynamischen Systems kann auf zwei Arten verändert werden: durch Arbeiten am System und durch Austausch von Wärme mit der Umgebung. Die Energie, die der Körper beim Wärmeaustausch mit der Umwelt erhält oder verliert, wird als Wärmemenge oder einfach als Wärmemenge bezeichnet.

Die Energie wird in Joule (J) nach dem internationalen System gemessen. Wenn es um Wärmeenergie geht, werden häufig auch Kalorien (Kalk) verwendet.

Wärmeenergieübertragung

Diese Energieform kann nach den Gesetzen der Thermodynamik auf drei verschiedene Arten von einem Körper auf einen anderen übertragen werden:

  • Strahlungswärmeübertragung.
  • Übertragung von Wärmeenergie durch Wärmeleitung.
  • Konvektionswärmeenergieübertragung.

Wärmeenergie durch Strahlung wird durch elektromagnetische Wellen übertragen. Auf diese Weise erreicht uns die Wärmeenergie der Sonne.

Das Hauptbeispiel für diesen Fall sind thermische Solarenergieanlagen, die die Sonnenstrahlung nutzen, um Wasser zu erwärmen. Das aus diesen Solaranlagen gewonnene Warmwasser wird üblicherweise zum Heizen und zur Verwendung als sanitäres Warmwasser verwendet.

Die Übertragung von Wärmeenergie durch Wärmeleitung wird erfahren, wenn ein heißer Körper in physischem Kontakt mit einem kälteren Körper steht. Energie wird immer vom heißen zum kalten Körper übertragen. Wenn beide Körper die gleiche Temperatur haben, findet keine Energieübertragung statt. Wenn wir ein Stück Eis mit der Hand berühren, wird ein Teil der Wärmeenergie unserer Hand auf das Eis übertragen, sodass wir uns kalt fühlen.

Wärmeenergie

Die Übertragung von Wärmeenergie durch Konvektion erfolgt, wenn heiße Moleküle von einer Seite zur anderen bewegt werden. Dies wäre der Fall beim Wind, der Moleküle mit einer bestimmten Wärmeenergie von einer Seite zur anderen bewegen kann.

Wärme in Phasenänderungen

Wenn einem Körper Wärmeenergie zugeführt wird, erhöhen Sie seine Temperatur. Wenn es dagegen Wärmeenergie nach außen überträgt, kühlt es ab. Dies geschieht, solange dieser Körper seine Phase nicht ändert. Das heißt, während der Umwandlung von fest zu flüssig, von flüssig zu gasförmig und umgekehrt impliziert die Änderung der Wärme keine Änderung der Temperatur, bis die Umwandlung abgeschlossen ist.

Die für den Phasenübergang einer Masseeinheit einer Substanz erforderliche Energie wird als spezifische Wärme der Phasenumwandlung bezeichnet.

Wasserphase ändert sich

Ein Beispiel für dieses Phänomen kann mit Wasser beobachtet werden.

Wenn flüssiges Wasser mit Wärme versorgt wird, erhöht sich die Temperatur auf 100 Grad Celsius. Dann kochen. Ab dieser Temperatur wird die Energieübertragung verwendet, um den flüssigen Zustand in Gas (Wasserdampf) umzuwandeln.

Zu diesem Zeitpunkt bleibt die Temperatur konstant, bis das gesamte Wasser Dampf ist. Wenn das gesamte Wasser Dampf ist, kann die Temperatur weiter ansteigen.

Beispiele für Wärmeenergie

Kalorische Energie wird oft mit anderen Arten von Energie verbunden. Hier einige Beispiele für Wärmeenergie:

  • Kernenergie. Bei der Kernspaltung von Uranatomen wird eine große Energiemenge in Form von Wärme freigesetzt.
  • Chemische Energie. In einer chemischen Reaktion. Exotherme Reaktionen erzeugen Wärme.
  • Elektrische Energie. Der Durchgang von Elektronen durch einen Widerstand erzeugt Wärme.
  • Geothermische Energie. Es ist die Nutzung von Wärme aus dem Erdinneren.
  • Fossile Brennstoffe. Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe. Automotoren etc.

In vielen dieser Bereiche wird diese Energie verwendet, um mechanische Energie zu erhalten. Oder potentielle Energie.

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Geändert am: 16. Mai 2020