57 33 Wärme ist Bewegung von Teilchen Du weißt bereits, dass sich die Teilchen eines Körpers in dauernder, ungeordneter Bewegung befinden. Vor allem die Überlegungen von Einstein haben gezeigt, dass der Wärmezustand eines Körpers und damit auch seine Temperatur in unmittelbarem Zusammenhang mit dieser Bewegung seiner Teilchen stehen. Je größer die Geschwindigkeit der Teilchen eines Körpers ist, desto höher ist seine Temperatur. Erkläre mit Hilfe der Teilchenbewegung die Erwärmung eines Körpers mit einer geringeren Temperatur durch einen mit einer höheren. Wird die Geschwindigkeit der Teilchen kleiner, sinkt die Temperatur des Körpers. Man kann sich nun vorstellen, dass die Wärmebewegung der Teilchen einmal praktisch aufhört. Dann hätte der Körper die tiefstmögliche Temperatur angenommen. Der absolute Nullpunkt (absolute zero point) der Temperatur liegt bei –273,15 °C. Der absolute Nullpunkt ist Ausgangspunkt für die Kelvinskala (K)1. Diese wird in der Physik und Chemie neben der Celsiusskala für die Temperaturmessung verwendet (Abb. 33.1). Die Kelvinskala ist gegen die Celsiusskala um 273,15 Grad verschoben, sodass der Gefrierpunkt des Wassers bei 273,15K und sein Siedepunkt bei 373,15K liegen. Die Kelvinskala hat den Vorteil, dass man nicht mit negativen Zahlen rechnen muss. T (K) = t (°C) + 273,15 Wir haben bereits gehört, dass die Teilchen eines festen Körpers nur schwingende Bewegungen um einen festen Platz ausführen. Bei Flüssigkeiten können die Teilchen ihre Plätze bereits verlassen. Bei Gasen schließlich ist die Bewegung der Teilchen besonders heftig. Dies sollen dir einige Zahlenwerte vor Augen führen: Bei Zimmertemperatur erreichen die Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle der Luft eine mittlere Geschwindigkeit von 500m/s = 1800 km/h. Dabei stößt jedes Molekül etwa zehnmilliardenmal in der Sekunde mit anderen Molekülen zusammen. Zwischen zwei Zusammenstößen legt es nur etwa 0,000 05mm zurück. So wird es verständlich, dass die Ausbreitung von Gerüchen (z. B. Parfum) trotz der großen Teilchengeschwindigkeit doch eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt. 33.1 Celsius- und Kelvinskala 100 °C = 373,15K 0 °C = 273,15K –100 °C = 173,15K 73,15 K 173,15 K 273,15 K 373,15 K 0 K 100 K 300 K 400 K 200 K -200 °C -100 °C 0 °C 100 °C 200 °C -273,15 °C Haben Temperatur und Teilchenbewegung etwas miteinander zu tun? 1 Lord Kelvin … Name des engl. Physikers William Thomson (1824–1907) nach seiner Erhebung in den Adelsstand. 33.2 Lord Kelvin 33.1 Gib die Zimmertemperatur von 20 °C in K an. 33.2 Rechne 100K in °C um. 33.3 Versuche eine Regel für die Umrechnung von K in °C anzugeben. Du bist dran – zeige deine Kompetenz: Wärme ist die ständige, ungeordnete Bewegung der Teilchen. Die Temperatur eines Körpers ist umso höher, je heftiger sich die Teilchen bewegen bzw. je größer ihre Geschwindigkeit ist. Der absolute Nullpunkt 0K entspricht –273,15 °C. Nur zu Prüfzwecken – Eig n um des Verlags öbv
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