Innere Energie und Wärme

Aufbau der Materie

Materie ist aufgebaut aus Molekülen, die wiederum aus Atomen bzw. Teilchen aufgebaut sind. (Die antike Vorstellung, dass Atome unteilbar (griech. atomos) seien, ist falsch.)

Atome kann man sich als winzig kleine (0,000 000 000 1m) kugelförmige Gebilde vorstellen. Moleküle enstehen durch Verketten solcher "Kügelchen".

Aggregatszustände

Materie kann in verschiedenen Zuständen vorliegen:

  • fest: Die Atome sind stark an alle ihre Nachbarn gebunden und haben fest zugewiesene Gitterplätze. Die Atome können sich nicht frei bewegen, sondern nur um ihre Gitterplätze schwingen.
  • flüssig: Die Atome sind nicht an alle ihre Nachbarn gebunden, sondern nur an einige. Moleküle können sich aneinander vorbei bewegen, bleiben aber aneinander gebunden.
  • gasförmig: Die Moleküle bewegen sich frei durch den Raum und stoßen nur gelegentlich mit anderen zusammen (Kollision).
  • (Plasma)

Die Übergänge zwischen den einzelnen Aggregatszustände haben eigene Bezeichnungen:

Übergang Bezeichnung Anwendung
fest $\rightarrow$ flüssig schmelzen Metallherstellung
flüssig $\rightarrow$ gasförmig sieden Kochen, Trocknen
gasförmig $\rightarrow$ flüssig kondensieren Entsalzung
flüssig $\rightarrow$ fest erstarren / gefrieren Eis-Herstellung
fest $\rightarrow$ gasförmig sublimieren Gefriertrocknen

Brownsche Bewegung

Chaotische Zitterbewegung von Atomen und Molekülen, die umso heftiger erfolgt, je höher die Temperatur ist. Das Zittern kommt dadurch zustande, dass nach kurzer Strecke, die Teilchen wieder mit anderen zusammenstoßen.

 

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