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Thermodynamik.
Energieumwandlung

I Verbrennung thermische Energie.
Auswirkungen der Thermodynamik

Entropy

Wärmeenergie

Wärmeenergie

Wärmeenergie ist Energie, die in Form von Wärme freigesetzt wird. Diese Art von Energie wird auch Wärmeenergie genannt.

Wärmeenergie ist definiert als der Teil der inneren Energie eines thermodynamischen Systems im Gleichgewicht. Die innere Energie ist proportional zu ihrer absoluten Temperatur und wird durch Energieübertragung erhöht oder verringert.

Es kann als thermodynamische Eigenschaft angesehen werden.

Durch die Erhöhung der Wärmeenergie eines Körpers wird auch die Bewegung der Partikel erhöht, aus denen er besteht.

Was ist der Ursprung der Wärmeenergie?

Wärmeenergie kann auf verschiedene Arten gewonnen werden:

  • Natur. Zum Beispiel Geothermie oder Solarthermie.
  • Chemische Energie durch chemische Reaktion.
  • Exotherme Reaktion, wie die Verbrennung einiger fossiler Brennstoffe.
  • Kernspaltungsenergie oder Kernfusionsenergie. Durch Aufspalten des Atomkerns wird eine große Wärmemenge erhalten.
  • Elektrische Energie durch Joule-Effekt oder thermoelektrischen Effekt.
  • Durch Reibung als Rückstand anderer mechanischer oder chemischer Prozesse.
  • Solarenergie.

Beeinflusst Wärmeenergie die Umwelt?

Wärmeenergie wirkt sich nicht direkt auf die Umwelt aus. Seine Gewinnung und Verwendung beeinflusst jedoch.

Wärmeenergie kann durch bestimmte Ressourcen gewonnen werden, die negative Auswirkungen auf die Umwelt haben. Zum Beispiel fossile Brennstoffe oder Kernenergie.

Bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe werden Kohlendioxid (CO2) und Schadstoffemissionen freigesetzt. Atomkraft hat andere Nachteile: Sie erzeugt Atommüll.

Darüber hinaus müssen andere Aspekte berücksichtigt werden:

  • Die Landnutzung dieser Pflanzen.
  • Kontaminationsrisiken durch andere Unfälle. Zum Beispiel bei Verschüttungen von Erdöl oder abgeleiteten Petrochemikalien.

Wie wird Wärmeenergie genutzt?

Wärmeenergie kann durch einen thermischen Motor oder mechanische Arbeit umgewandelt werden. Zum Beispiel ein Auto-, Flugzeug- oder Schiffsmotor.

Die Wärmeenergie wird folgendermaßen genutzt:

  • Direkt bei Anwendungen, bei denen Wärme benötigt wird. Zum Beispiel Heizen.
  • Umwandlung in mechanische Energie. Zum Beispiel in Verbrennungsmotoren.
  • Umwandlung in elektrische Energie. Zum Beispiel in Wärmekraftwerken.

Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Energie

WärmeenergieDurch Erhitzen eines Gases auf ein konstantes Volumen erhöht sich die durchschnittliche kinetische Energie der Partikel, aus denen es besteht. Gleichzeitig erhöht das erhitzte Gas den Druck auf die Wände des Behälters, in dem sie sich befinden.

Das Gas hat auf makroskopischer Ebene potentielle Energie gewonnen. Dann kann sich das Gas ausdehnen und mechanische Arbeit leisten. Zum Beispiel in thermischen Maschinen.

Die vom Gas aufgenommene potentielle Energie ist auf die ihm zugeführte Wärmeenergie zurückzuführen. Die Zunahme der Wärmeenergie impliziert eine Zunahme der inneren Energie und der Temperatur

Umwandlung von Wärmeenergie in Elektrizität

Kalorische Energie kann in andere Energieformen umgewandelt werden, beispielsweise in Elektrizität oder elektrische Energie.

Diese Konvertierung erfolgt in:

  • Herkömmliche Wärmekraftwerke. Sie verwenden fossile Brennstoffe (Kohle, Öl oder Erdgas).
  • Atomkraftwerke. Sie sind Kernkraftwerke. Sie verwenden Uran und Plutonium.
  • Geothermische Kraftwerke. Sie bekommen die Wärme aus dem Inneren der Erde.
  • Thermische Solarkraftwerke. Wärmeenergie wird auf natürliche Weise gewonnen. Es wird aus Sonnenstrahlung gewonnen.

Maßeinheiten

Die Energie wird in Joule (J) gemäß dem SI der Messungen gemessen. Es sind dieselben Einheiten, mit denen Energie gemessen wird.

Bei der Wärmeenergie werden jedoch häufig auch Kalorien (Kalk) verwendet. Eine Kalorie ist die Energiemenge, die benötigt wird, um einen Grad Celsius auf ein Gramm Wasser zu erhöhen. Eine Kalorie entspricht 4,18 Joule.

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Erscheinungsdatum: 2. Juni 2015
Geändert am: 19. April 2020