Physik Thermodynamik – Temperatur und Wärme
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14 KartenWas misst die Temperatur physikalisch?
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Die Temperatur misst die mittlere kinetische Energie der Teilchen eines Systems und gibt dessen thermischen Zustand an.
Wie definiert man Wärme in der Thermodynamik?
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Wärme ist Energie, die aufgrund eines Temperaturunterschieds zwischen Systemen übertragen wird – kein Zustand, sondern ein Prozess.
Was ist der Unterschied zwischen Temperatur und Wärme?
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Temperatur ist eine intensive Zustandsgröße (mittlere Teilchenenergie), Wärme ist Energie im Transfer aufgrund von Temperaturdifferenzen.
Wie rechnet man Celsius in Kelvin um?
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Kelvin = Celsius + 273,15. Der Nullpunkt der Kelvin-Skala liegt beim absoluten Nullpunkt bei −273,15 °C.
Was besagt der absolute Nullpunkt bei 0 Kelvin?
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Bei 0 K erreichen Teilchen ihren energetischen Grundzustand; klassische Bewegung erlischt, quantenmechanisch bleibt Nullpunktsenergie erhalten.
Was versteht man unter innerer Energie eines Systems?
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Die innere Energie ist die Summe aller kinetischen und potenziellen Energien der Teilchen im System.
Wie berechnet man die zugeführte Wärmemenge bei Temperaturänderung?
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Q = m · c · ΔT: Masse mal spezifische Wärmekapazität mal Temperaturdifferenz ergibt die Wärmemenge in Joule.
Was beschreibt die spezifische Wärmekapazität c eines Stoffes?
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Sie gibt an, wie viel Energie nötig ist, um 1 kg des Stoffes um 1 K zu erwärmen (Einheit: J/(kg·K)).
Wie funktioniert Wärmeleitung auf mikroskopischer Ebene?
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Teilchen mit höherer kinetischer Energie stoßen mit Nachbarn zusammen und übertragen Impuls – ohne makroskopische Stoffbewegung.
Was treibt die Konvektion als Wärmetransportmechanismus an?
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Dichteunterschiede durch Temperaturgradienten erzeugen Strömungen: warmes Fluid steigt auf, kaltes sinkt ab – Wärmetransport durch Massenbewegung.
Nach welchem Gesetz strahlt jeder Körper thermische Energie ab?
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Das Stefan-Boltzmann-Gesetz: Strahlungsleistung ∝ T⁴. Jeder Körper über 0 K emittiert elektromagnetische Strahlung proportional zur vierten Potenz der absoluten Temperatur.
Wann liegt thermisches Gleichgewicht zwischen zwei Systemen vor?
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Wenn beide Systeme dieselbe Temperatur haben – dann fließt keine Wärme mehr zwischen ihnen (Nullter Hauptsatz der Thermodynamik).
Was besagt der Nullte Hauptsatz der Thermodynamik?
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Sind zwei Systeme jeweils im thermischen Gleichgewicht mit einem dritten, so sind sie auch untereinander im Gleichgewicht – Basis für Temperaturdefinition.
Was passiert energetisch bei einem Phasenübergang wie Schmelzen?
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Die zugeführte latente Wärme ändert die innere Energie (Bindungen), nicht die Temperatur – Temperatur bleibt konstant bis Phasenwechsel abgeschlossen.