Was ist der Unterschied zwischen Wärmeenergie und Temperatur?
Hallo, ich schreibe nächste Woche Physik, Thema Wärmelehre. Deshalb suche ich momentan nach der Antwort auf diese Frage. Wäre nett wenn es mir jemand einfach erklären, der auch sicher weiß, dass die Erklärung richtig ist und Ahnung von Physik hat.
5 Antworten
Die Temperatur ist eine sogenannte intensive Zustandsgröße eines thermodynamischen Systems, auch Qualitätsgröße.
Wenn du ein Liter Wasser von 8 °C und ein Liter Wasser von 8 °C zusammengießt, hast du zwei Liter Wasser von 8 °C. Die Temperatur hängt also nicht von der Größe des Systems ab.
Die Wärme(energie) ist eine sogenannte extensive Zustansgröße eines thermodynamischen Systems, auch Quantitätsgröße.
Wenn du 1 l Wasser mit 1 MJ thermischer Energie und 1 l Wasser mit 1 MJ thermischer Energie zusammengießt, hast du 2 l Wasser mit 2 MJ thermischer Energie. Die Wärmeenergie / Wärmemenge hängt also von der Größe des Systems ab, sie ist ihr proportional.
Wenn du in einer unteren Stufe bist, dann merke Wärme ist eine Energieform und wird in Energieeinheiten gemessen. Temperatur ist Maß für die mittlere Bewegung der kleinsten Teilchen.
Besuchst du in eine höhere Stufe, dann merke dir den Beitrag von PWolff
Nachtrag: Dass man Temperaturen in °C oder besser in Kelvin misst, Wärme hingegen in Joule, Kalorien etc. misst, ist kein ausschlaggebendes Argument.
Es gibt eine universelle Konstante
(1) k_B = 1,3…×10^{–23}J/K,
die Temperaturen mit Energien in Verbindung setzt, respektive die molare Gaskonstante
(2) R = k_B*N_A = 8,…J/(K*mol)
Mit
(3) N_A = 6,022×10^{23},
die dasselbe tut.
Universelle Konstanten sind immer ein Zeichen dafür, dass Dimensionsverschiedenheit zweier physikalischer Größen ein Artefakt des Maßsystems sein dürfte.
Die Temperatur n °C gibt nur Auskunft darüber wie warm es gerade ist. Darin ist keine Energieeinheit enthalten. Energie gibt man i.d.R. in Joule an. Um ein Reiskorn auf 100°C zu erhitzen braucht es viel weniger Energie (Joule) als eine Kartoffel auf 100°C zu erhitzen.
Wärmeenergie ist so etwas wie ungeordnete kinetische Energie, die übertragen werden kann.
Die Temperatur ist eine Zustandsgröße und gehört zu den thermodynamischen Potentialen, die eine Tendenz zum Ausgleich haben.
Sie ist in der Tat ein Maß dafür, wie viel thermische Energie pro Stoffmengeneiheit in einem System vorhanden ist, aber es ist nicht dasselbe, schon deshalb nicht, weil die spezifische und auch die molare Wärmekapazität unterschiedlich ist. Schon bei stark verdünnten Gasen, bei denen
(1) p*V = N*k_B*T = n*R*T
gilt (ideales Gasgesetz), gibt es durch die Anzahl der Freiheitsgrade sehr unterschiedliche Wärmekapazitäten.
