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Thermodynamik.
Energieumwandlung

Was ist eine diathermische Wand? Beispiele und Definition

Was ist eine diathermische Wand? Beispiele und Definition

In der Thermodynamik ermöglicht eine diathermische Wand, die zwei thermodynamische Systeme trennt, den Austausch von Wärmeenergie, isoliert jedoch das Stoffübertragungssystem. Das heißt, wenn ein System einen Austausch von thermischer Energie (Wärme) hat, aber keine Materie, kann ein diathermischer Prozess auftreten.

Dies impliziert, dass die thermische Wechselwirkung nur durch Wärmeleitung oder Strahlung erfolgen kann.

Nach dieser Definition der diathermischen Wand ist nur ein geschlossenes System möglich.

Die Übertragung von Wärmeenergie durch Konvektion ist nicht möglich, da dies einen Stoffaustausch implizieren würde.

Ein diathermischer Prozess kann auch als isotherm verstanden werden, was bedeutet, dass die Übertragung bei konstanter Temperatur erfolgt.

Was ist der Unterschied zwischen einer adiabatischen und einer diametralen Wand?

Der Unterschied zwischen diesen beiden thermodynamischen Wänden besteht darin, dass die adiabatische Wand keine Wärmeübertragung zulässt, während dies bei der diametralen Wand der Fall ist.

Zwischen materieundurchlässigen Wänden stehen sich diathermische und adiabatische Wände gegenüber.

Wofür wird eine diathermische Wand verwendet?

Die diathermische Wand ist wichtig, denn wenn wir uns auf einen Isolator beziehen, gehen wir davon aus, dass kein Stoffaustausch möglich ist und keine Wärmeübertragung vom System an die Umgebung zulässig ist.

Die diathermische Wand, die ein System isoliert, bedeutet jedoch nur, dass das System keine Materie austauscht.

Beispiele für diathermische Wände

Hier sind einige Beispiele aus dem Alltag, um dieses Konzept besser zu verstehen:

  • Menschen sind keine diathermischen Systeme, weil wir Energie mit unserer Umgebung austauschen und gleichzeitig ein Stoffaustausch stattfindet (Nahrung, Luft, Schweiß etc.).

  • Ein Fußball gilt als diathermisch, weil die Luft darin Temperaturänderungen unterliegen kann, sich aber nicht mit der Außenluft vermischt.

  • Das Fenster eines Hauses tauscht Energie in Form von Wärme aus, lässt jedoch keine Partikel passieren, wenn es geschlossen ist.

  • Eine geschlossene Wasserflasche kann nur durch Wärmeleitung Wärme mit ihrer Außenseite austauschen.

  • Der Wärmetauscher einer thermischen Solaranlage.

Wie wird Wärme übertragen?

Wärmeübertragung durch eine thermodynamische Wand kann erreicht werden durch:

  • Wärmeleitung tritt auf, wenn zwei Elemente mit unterschiedlichen Temperaturen in direktem Kontakt stehen. Wenn die Elemente Gase oder Flüssigkeiten sind, kann diese Möglichkeit nur auftreten, wenn es eine diathermische Wand gibt, die sie trennt.

  • Die Wärmeübertragung durch Konvektion wird durch die Bewegung der Partikel erzeugt.

  • Die Strahlungsübertragung erfolgt durch elektromagnetische Wechselwirkung. Alle Objekte senden proportional zu ihrer Temperatur Strahlung aus, die mit anderen Objekten um sie herum interagiert.

Einige Autoren glauben, dass Konvektion nicht als Weg der Wärmeübertragung angesehen werden sollte, da sie auf die Bewegung von Materie zurückzuführen ist. Es wird jedoch als Form der Wärmeübertragung akzeptiert, da sich mit der Bewegung von Materie auch Wärme bewegt.

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Veröffentlichungsdatum: 7. Juli 2022
Letzte Überarbeitung: 7. Juli 2022