37 24 Heiße Würstchen und kaltes Eis Wärmeenergie ist die ungeordnete Bewegungsenergie der Teilchen (Kap. 21.2, S. 8). Wenn man diese erhöht, erhöht sich die Temperatur. Das kann man zum Beispiel durch Reibung schaffen. Diese entsteht durch mikroskopisch kleine Unebenheiten an den Oberflächen sich berührender Körper (B 24.2 a). Beim Verschieben rattern die Kontaktflächen übereinander und die Teilchen beginnen heftiger zu schwingen (b). Kurz: Sie erwärmen sich! Deshalb werden durch Reiben deine Handflächen warm ( A 1 ) und beim Tauklettern kannst du dir die Finger verbrennen ( A 2 ). Auch Autobremsen funktionieren mit Reibung. Bremsklötze aus Gummi werden gegen Bremsscheiben gedrückt. In manchen Fällen können diese so heiß werden, dass sie zu glühen beginnen (B 24.5). Durch das Drehen eines Rundstabes konnten unsere Vorfahren gezielt ein Feuerchen entfachen (B 24.6). Das war praktisch zum Kochen und Braten, man konnte die Höhle wärmen und beleuchten und das Feuer bot Schutz vor Raubtieren und Insekten. In späterer Zeit wurden mit Feuer Keramiken erzeugt und Erze geschmolzen. Ohne diese Entdeckung hätte sich die Menschheit wohl kaum entwickeln können. B 24.6 Feuer durch Reibung erzeugen Auch durch Verformung kann man thermische Energie erzeugen, etwa wenn man einen Draht hin und her biegt ( A 3 ). Bei einem hüpfenden Ball entsteht bei jedem Bodenkontakt durch Verformung Wärmeenergie (B 21.12, S. 9). Besonders dramatisch ist der Effekt, wenn ein Meteorit aufschlägt. Der Brocken, der vor 50.000 Jahren den beeindruckenden Barringer-Krater schlug, setzte eine Energie von 150 Hiroshima-Bomben frei und verdampfte dabei vollständig ( A 6 ). Dasselbe passierte mit dem „Saurier-Meteorit“ (B 21.2, S. 6) und er verteilte sich dabei als dünne Schichte über die gesamte Erde. B 24.5 Eine durch Reibung zum Glühen gebrachte Bremsscheibe. Beim Verbrennen von Holz oder Kohle ( A 5 ) passiert ähnliches, wie beim Verbrennen von Nährstoffen im Körper: Mit Hilfe von Sauerstoff (O2) werden neue Substanzen erzeugt und die chemische Energie der Brennstoffe in Wärmeenergie umgewandelt (Kap. 23.1, S. 28 und B 24.7). Der Brennwert von Nahrung und Brennmaterial ist vergleichbar groß (T 24.1). Wohnungen werden meist so geheizt, dass Erdgas, Öl oder Holz in irgendeiner Form verbrannt werden. Weil dabei CO2 entsteht, ist das für das Weltklima sehr problematisch. Wenn du die Pole der Batterie auf Stahlwolle drückst ( A 4 ), dann wird diese durch den elektrischen Strom so stark erhitzt, dass sie zu glühen und überraschender Weise sogar zu brennen beginnt. Man kann also auch durch Strom Wärmeenergie erzeugen. Eine wichtige Anwendung war die inzwischen verbotene Glühlampe (B 21.33, S. 14). Aber noch heute wird beim Bügeleisen, Toaster, Fön oder Elektroherd (B 24.8) auf diese Weise Hitze erzeugt. Stoffe Brennwert Erdgas 36–50 kJ/g Benzin 44 kJ/g Fette 39 kJ/g Steinkohle 29–33 kJ/g Holz 19 kJ/g Proteine 17 kJ/g Kohlenhydrate 17 kJ/g T 24.1 Brennwerte der Nahrung (grau unterlegt) im Vergleich mit Brennwerten von Brennstoffen Brennsto (Holz, Kohle, Benzin, Gas) + Sauersto (02) Asche + Kohlensto dioxid (CO2) + Energie = B 24.7 Beim Verbrennen von Stoffen wird zwar Energie, aber leider auch immer CO2 frei. B 24.8 Die freigelegte Heizspirale eines E-Herdes Kurz zusammengefasst Durch Reiben oder Verformen (= mechanische Energie), durch Verbrennen (= chemische Energie) oder durch Strom (= elektrische Energie) kann Energie in Wärmeenergie umgewandelt werden. In allen Fällen wird die ungeordnete Bewegung der Teilchen in einem Stoff erhöht und somit auch die Temperatur. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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