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Wer kann das beantworten?

27 Beiträge ▪ Schlüsselwörter: Physik, Chemie, Atom ▪ Abonnieren: Feed E-Mail

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28.12.2010 um 08:57
Mein Physiklehrer , so wie meine Chemielehrerin vertreten die Meinung , Wärme entsteht durch bewegung von Atomen .

Ok.
ABER:
Halte ich meine Hände in die Nähe eines Feuers (eines geschlossenem Feuers [Kamin etc.]), werden sie auch warm.

Dann würde sich diese Theorie von Bewegungswärme wegkenzeln, oder?

Freu mich auf Antworten.
MfG Papa_Jipetto


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28.12.2010 um 09:02
Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik...blablabla...thermische Energie


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28.12.2010 um 09:48
bestehen die wände des kamins denn nicht auch aus atomen?


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28.12.2010 um 09:55
@stbase
Theoretisch kann er sich auch die Hände reiben bis die Haut Blasen wirft und in Fetzen von ihm abfällt


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28.12.2010 um 09:55
ich denke, dass die Lust, die von dem Kamin ausgeht auch aus Atomen besteht und eben durch das Feuer erwärmt wird. Diese Wärme wird dann auf Deine Hände übertragen.

Eigentlich ganz einfach...


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28.12.2010 um 10:28
@Papa_Jipetto
Zitat von Papa_JipettoPapa_Jipetto schrieb:Mein Physiklehrer , so wie meine Chemielehrerin vertreten die Meinung , Wärme entsteht durch bewegung von Atomen.
Die Eigenschaft der Materie, die wir Temperatur nennen, äußert sich durch die Bewegungsamplitude ihrer Atome, das ist richtig.
Zitat von Papa_JipettoPapa_Jipetto schrieb:ABER:
Halte ich meine Hände in die Nähe eines Feuers (eines geschlossenem Feuers [Kamin etc.]), werden sie auch warm.
Auch Atome des Gasgemisches "Luft" können mehr oder weniger stark schwingen. Angeregt werden sie dadurch, daß ein Kamin thermisch gesehen alles andere als geschlossen ist, sonst würde die dir zugewandte Seite kalt bleiben.
Zitat von Papa_JipettoPapa_Jipetto schrieb:Dann würde sich diese Theorie von Bewegungswärme wegkenzeln, oder?
nope. google "Wärmestrahlung"


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28.12.2010 um 11:03
@Papa_Jipetto
Zunächst mal solltest Du aufpassen, dass Du den Begriff der Wärme aus der Thermodynamik nicht mit Temperatur gleichsetzt.
Wärme ist eine Energieform. Eine Zufuhr von Wärme führt häufig zu einer Erhöhung der Temperatur, das muss aber nicht sein.
Um z.B. Eis zu schmelzen benötigst Du eine bestimmte Menge an Wärme, die Temperatur bleibt aber bei diesem Prozess gleich.
Allerdings lässt sich sagen, dass, wenn kein Phasenübergang vorliegt oder mit Wärme Arbeit verrichtet wird, Wärme (Q) und Temperatur (T) proportional sind und über die Wärmekapazität (c) verknüpft sind.

dQ=c dT

In diesem Fall wird die Wärme in Form von Atom/Molekülbewegungen aufgenommen. Diese können sich in verschiedene Richtungen bewegen rotieren oder die Atome in Molekülen können gegeneinander schwingen. (Elektronische Anregungen lass ich weg)

Die Wärmeübertragung kann auf drei Wegen erfolgen:
Konvektion: Atome/Moleküle, die einen Energiebetrag "gespeichert" haben bewegen sich in eine Vorzugsrichtung
Leitung: die Energie wird direkt von Atom zu Atom (ich spar mir mal die Moleküle) weitergegeben
Strahlung: Die Energie wird in Form von Strahlung emittiert und irgendwo anders von einem anderen Atom wieder aufgenommen.

Im Falle des Kamins, ich geh mal davon aus, dass Du einen mit ner Glasscheibe davor meinst, tritt zunächst Konvektion vom Feuer zur Scheibe auf und dann Leitung durch die Scheibe und dann wieder Konvektion der Luft von der Scheibe zu Dir. Es tritt beim Feuer aber auch eine nicht zu vernachlässigende Menge Strahlung auf. die wird aber auch schon, insbesondere die Infrarotstrahlung, je nach Glas von der Scheibe absorbiert.

Dass das Ganze mit Molekülbewegungen zusammenhängt, zeigt sich schon daran wie Thermosflaschen funktionieren. Strahlung wird gerade mal vernachlässigt. Zwischen den beiden Wänden einer Thermosflasche ist ein leichtes Vakuum, sprich es befinden sich wenig Atome/Moleküle dazwischen. Sonst ist da nichts besonderes dran, aber sie hält z.B. Tee lange warm oder flüssigen Stickstoff ziemlich lange kalt, einfach nur dadurch dass Konvektion bzw Leitung größtenteils unterbunden werden.


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28.12.2010 um 18:24
@Zotteltier
Schön erklärt :)
Und jetzt eine kleine Gegenfrage,
Kälte zeichnet sich doch dadurch aus, dass die Atome ihre Schwingungsfrequenz verlieren, bis sie komplett zum Erliegen kommt; wenn ich aber meine Hand über einen Eisblock halte, scheint dieser eine kalte Strahlung von sich zu geben; wie denn aber das, so Kälte doch keine Bewegung hat? Ich dachte mir halt, dass die Wärme ausserhalb des Eisblocks, die Atome des Eisblocks zum Schwingen anregt, und von dort löst, diese somit in die Luft gelangen, die gelösten Atome aber trotzdem noch ein sehr geringes Energielevel aufweisen, und damit auf der Hand kalt erscheinen - ganz sicher bin ich mir aber nicht, also wenn du mir da schnell helfen kannst^^


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28.12.2010 um 18:36
@libertarian

Körper mit niedriger Temperatur entziehen den benachbarten Lutmolekülen viel thermische Energie, und die dann deiner Hand.


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28.12.2010 um 18:57
@geeky
Gibt meine Hand nicht viel eher Wärme an die Umgebungsluft ab?
Kälte ansich besitzt doch fast keine Energie und kann damit niemanden etwas wegziehen.


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28.12.2010 um 19:29
@libertarian
Zitat von libertarianlibertarian schrieb:Gibt meine Hand nicht viel eher Wärme an die Umgebungsluft ab?
Genau das tut sie, und zwar um so mehr je Zeiteinheit, je kälter die Umgebungsluft ist. Sie verliert thermische Energie, wird also kälter.
Zitat von libertarianlibertarian schrieb:Kälte ansich besitzt doch fast keine Energie und kann damit niemanden etwas wegziehen.
Leg dich 5 Minuten nackt in den Schnee und sag das dann nochmal ;)
Nee, mach das ja nicht, nimm einfach einen Schneeball in die Hand...


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28.12.2010 um 19:32
@geeky
Kälte ansich besitzt doch fast keine Energie und kann damit niemanden etwas wegziehen.
Leg dich 5 Minuten nackt in den Schnee und sag das dann nochmal
Nee, mach das ja nicht, nimm einfach einen Schneeball in die Hand...
Ok, aber wie macht die Kälte das?


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28.12.2010 um 19:42
@libertarian

Wikipedia: Konvektion

Es gibt keine "Kälte", auch die ist nur Wärmeenergie.


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28.12.2010 um 19:47
Jedes Objekt hat mit jedem anderen einen Wärmeaustausch, und zwar über Strahlung. Das können also entweder elektromagnetische Wellen sein oder Stöße, was aber im Endeffekt aber auch eine elektromagnetische Wechselwirkung ist. Je wärmer ein Körper ist desdo stärker strahlt ein Körper. Damit fließt bei makroskopischer Betrachtung die Energie immer vom wärmeren zum kälteren Objekt, weil das wärmere auf jeden Fall mehr strahlt, als das kalte.

Die Hand gibt also sowohl Energie an die Umgebung ab und nimmt auch Energie vom Feuer auf. Nachdem das eine größer ist als das andere wird die Hand im Endeffekt wärmer. Wie bereits gesagt ist das nicht immer so, besonders wenn es um Kristallumstrukturierungen oder um Änderungen von Aggregatszuständen geht fließt zwar Energie, die Temperatur bleibt gleich. Ist aber für das Lagerfeuer eher irrelevant.


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28.12.2010 um 19:55
Danke @HYPATIA, daß du die die Zeit für eine ausführlichere Antwort genommen hast.
Aber Vorsicht, nicht Wärmestrahlung, Wärmeleitung und Wärmemitführung verwechseln::
Wikipedia: Wärmeübertragung#Arten der W.C3.A4rme.C3.BCbertragung


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28.12.2010 um 19:58
Wärmeleitung, also Stöße zwischen Teilchen werden auch über (virtuelle) Photonen vermittelt, deswegen meinte ich ;) Konvektion fällt natürlich nicht mehr darunter.


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28.12.2010 um 20:41
Damit dürfte die Frage ja beantwortet sein, wer das beantworten kann^^


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29.12.2010 um 08:47
@libertarian
Im Grunde wurde es schon beantwortet. Aber nochmal eins nach dem anderen.
Physikalisch gibt es nur den Begriff der Wärme und nicht den der Kälte. Kälter bedeutet eigentlich nur weniger Wärmeenergie.
Zwei Systeme die untereinander verbunden sind tauschen so lange Wärme aus, bis beide im thermischen Gleichgewicht sind, sprich bis beide die gleiche Temperatur haben.

Diese Wärmemenge wandert immer vom System höherer Temperatur zum System niedrigerer Temperatur (Da sind wir schon beim zweiten Hauptsatz).

Die Beschreibung, dass etwas "Kälte ausstrahlt" ist umgangssprachlich. Bezogen auf das Hand-Luft-Eis Beispiel, wäre es besser zu sagen:
Die wärmere Luft gibt Wärme an das Eis ab. Das geschieht an der Grenzfläche. Von weiter aussen kann wieder wärmere Luft nachströmen, die wiederum Wärme an das Eis abgibt. So entsteht ein Temperaturgradient in Abhängigkeit vom Abstand zum Eiswürfel. Je näher Du mit Deiner Hand zum Eiswürfel kommst, desto kälter ist die Luft um Deine Hand. Je kälter die Luft desto mehr und desto schneller gibt Deine Hand Wärme an die Luft ab. So entsteht dann der Eindruck der Eiswürfel strahle Kälte aus.

@HYPATIA
Wäre es bei Stößen nicht sinnvoller davon auszugehen dass es sich um eine direkte Wechselwirkung der Felder der Atome handelt als über den Umweg eines virtuellen Photons zu gehen?
Mir fehlt da anschaulich der schwingende Dipol dafür, oder meinst Du dieser werde gerade beim Stoß miterzeugt?


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29.12.2010 um 11:24
abschließend muss man aber nochmal sagen, dass der d-leiter @Papa_Jipetto
das auch gut und gerne seinen lehrer hätte fragen können ODER mal googeln können, das ist nun kein problem, womit man nen forum belästigen muss


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29.12.2010 um 12:44
@Bergschaf
Zitat von BergschafBergschaf schrieb:ich denke, dass die Lust, die von dem Kamin ausgeht ...
Halli Hallo, was für ein herrlicher Tippfehler! Wo waren denn da deine Gedanken??
Ich stells mir grad mal vor: Kamin, Bärenfell, nette Blondine, Rotwein .... hach ......

Danke für den Lacher!
:) :) :)
my


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