Änderung der inneren Energie
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Änderung der inneren Energie V 1 Nimmt man eine Kühlkompresse aus V 2 Ein Thermometer wird in eine „Tasche“ dem Kühlfach und legt sie auf eine verletzte Muskelpartie, so stellt man fest, dass sich die Haut nach einiger Zeit kühler anfühlt. Die Kompresse dagegen erwärmt sich. aus schwarzem Papier gesteckt und ein zweites in eine gleich große „Tasche“ aus Aluminium. Beide werden in gleichem Abstand vor eine heiße elektrische Kochplatte gehalten (B1 ). Das Thermometer im schwarzen Papier zeigt eine höhere Temperatur an als das im Aluminium. elektrische Kochplatte luftleer V 3 Beide Thermometer werden in ihren B1 B2 Energieübertragung durch Wärme Bringt man zwei Körper mit unterschiedlichen Temperaturen in Kontakt, so kühlt sich der wärmere Gegenstand ab und der kältere erwärmt sich, bis sich eine gemeinsame Temperatur eingestellt hat. Die innere Energie des kälteren Körpers erhöht sich dabei, ohne dass an ihm mechanische Arbeit verrichtet wurde. Um genau diesen Betrag nimmt die innere Energie des wärmeren Körpers ab. Man sagt, dem Körper ist Wärme zugeführt oder entzogen worden. » Zuführen oder Entziehen von Wärme erhöht oder verringert die innere Energie eines Körpers. Energiestrahlung braucht keinen Stoff Bei gleich bleibendem Wetter sind normalerweise die Temperaturen am Tage höher als in der Nacht. Der Grund ist die Sonne. Sie strahlt uns Energie zu. Diese Energie erhöht die innere Energie der Körper auf der Erde: Die Erhöhung der Temperatur der Luft, von Mauersteinen oder des Wassers im See zeigt dies an. B3 Energiestrahlung des Chlorophylls (rot gefärbt) zeigt gesunde Pflanzen. 74 Zwischen der Sonne und der Erde liegen Millionen Kilometer luftleeren Raums. Die Energiestrahlung der Sonne braucht keinen Stoff, der sie an uns weiterleitet. Auch die Energiestrahlung einer heißen Kochplatte gelangt in eine luftleer gepumpte Glasglocke und erhöht dort die innere Energie eines Körpers. Innere Energie und Zustand „Taschen“ unter eine Glasglocke gestellt. Dann wird die Luft langsam aus der Glasglocke herausgepumpt. Wird nun die heiße Kochplatte davor gestellt (B2 ), so steigt die Temperatur in der schwarzen Papiertasche wieder schneller als in der Aluminiumtasche. » Die Übertragung innerer Energie zwischen zwei Körpern ohne Vermittlung durch einen Stoff nennt man Strahlung. Die Energieabstrahlung (z. B. von der Sonnenoberfläche oder einer heißen Herdplatte) heißt Emission. Die Aufnahme dieser Strahlungsenergie, die zur Erhöhung der inneren Energie eines Körpers führt, heißt Absorption. Obwohl die Erde seit Millionen Jahren täglich große Mengen Sonnenenergie absorbiert, erhöht sich ihre Durchschnittstemperatur dadurch nicht mehr. Ihre Temperatur ist so hoch, dass sie genauso viel Energie emittiert, wie sie absorbiert. Sie befindet sich im Strahlungsgleichgewicht (siehe auch S. 78). Die Energiestrahlung einer Landschaft lässt sich mit Infrarot-Filmen sichtbar machen (B3 ). Vegetationsschäden zeigen sich als dunkle Stellen, da die Strahlung („Körperwärme“) bei einem geschwächten Stoffwechsel geringer als bei gesunden, rot erscheinenden Pflanzen ist. Reflexion der Strahlung An hellen oder glatten Oberflächen wird die Strahlung stärker reflektiert als an dunklen oder rauhen Oberflächen. Daher nimmt bei starker Sonnenstrahlung in Körpern mit dunklen Oberflächen die Temperatur stärker zu als in Körpern mit hellen Oberflächen. A1 Warum trägt man im Sommer lieber helle Kleidung?
