Was ist Physik?

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Thermodynamik
Temperaturausgleich
Wenn mein Eisblock im See
schmilzt …
… was passiert mit dem See?!
Thermodynamik
Temperaturausgleich
Wenn ein kalter Körper mit einem warmen Körper zusammentrifft,
dann gibt der warme Körper an den kalten Körper Wärme ab.
Was passiert dabei mit der Temperatur der beiden Körper?
Kalter Körper
(langsame Teilchenbewegung)
Das ist wie beim Billard.
Schnelle Bälle stoßen
langsamere an …
Heißer Körper
(schnelle Teilchenbewegung)
Mit der kinetische Energie wird auch die Temperatur
der beiden Körper beeinflusst!
Thermodynamik
Temperaturausgleich
Experiment zum Wärmeausgleich / Temperaturausgleich
Wir haben zwei Gefäße
mit Wasser!
Thermodynamik
Temperaturausgleich
Experiment zum Wärmeausgleich / Temperaturausgleich
Das kleine Gefäß
mit Wasser
wird erwärmt!
Thermodynamik
Temperaturausgleich
Experiment zum Wärmeausgleich / Temperaturausgleich
So, schön heiß!
Thermodynamik
Temperaturausgleich
Experiment zum Wärmeausgleich / Temperaturausgleich
Nun stellen wir das
kleine Gefäß mit dem
heißen Wasser
in das große Gefäß
mit dem kalten
Wasser…
Beobachtet
Thermodynamik
Temperaturausgleich
Experiment zum Wärmeausgleich / Temperaturausgleich
Aha!
Thermodynamik
Temperaturausgleich
Experiment zum Wärmeausgleich / Temperaturausgleich
Beide Thermometer
zeigen nun den selben
Wert an!
Thermodynamik
Temperaturausgleich
Experiment zum Wärmeausgleich / Temperaturausgleich
Was ist passiert?
Schauen wir uns
die Ergebnisse
im Diagramm
an …
Thermodynamik
Temperaturausgleich
Experiment zum Wärmeausgleich / Temperaturausgleich
Das sind die Startwerte
bei t = 0 min.
Thermodynamik
Temperaturausgleich
Experiment zum Wärmeausgleich / Temperaturausgleich
Zu Beginn ändert sich
die Temperatur recht
schnell, weil die
Temperaturdifferenz
noch recht
groß ist …
Thermodynamik
Temperaturausgleich
Experiment zum Wärmeausgleich / Temperaturausgleich
… das wird dann
aber immer
langsamer …
Thermodynamik
Temperaturausgleich
Experiment zum Wärmeausgleich / Temperaturausgleich
… je kleiner die
Temperaturdifferenz
ist …
Thermodynamik
Temperaturausgleich
Experiment zum Wärmeausgleich / Temperaturausgleich
… wird auch umso
weniger Wärme
übertragen!
Thermodynamik
Temperaturausgleich
Experiment zum Wärmeausgleich / Temperaturausgleich
Wenn die Masse beider
In
der Theorie würde
Wassermengen
gleich
sich
der
abgebildete
groß war, dann liegt die
Verlauf
einstellen!
Mischtemperatur
genau in der Mitte!
Thermodynamik
Temperaturausgleich
Die physikalische Erklärung dafür sieht so aus:
Zu Beginn ist der eine Körper deutlich heißer als der andere Körper.
Es wird also Wärme vom heißen auf den kalten Körper übertragen!
Q
Zum Schluss haben beide Körper dieselbe Temperatur – es wird keine Wärme mehr
ausgetauscht, weil der Temperaturausgleich stattgefunden hat!
Kein
Wärmeaustausch
mehr möglich!
Thermodynamik
Temperaturausgleich
Und deswegen geht Wärme nur
von einem Körper höherer Temperatur
auf einen Körper mit niedrigerer
Temperatur über!
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