Wärme - dies ist eine der grundlegenden physikalischen Größen, die die Menge der übertragenen Energie während des Wärmeaustauschprozesses charakterisiert. Das thermodynamische SI-System (Internationales Einheitensystem) bietet bequeme und genaue Möglichkeiten, Wärme zu messen.
Grundeinheit Waerme in C - joule (J). Es werden jedoch Kalorien (kcal) oder Joule (MJ) verwendet, um die Wärme in großen Mengen zu messen. Eine Kalorie ist eine quantitative Einheit von Wärme, die der Menge an Wärme entspricht, die benötigt wird, um 1 Gramm Wasser um 1 Grad Celsius zu erhitzen. Joule ist eine internationale Maßeinheit für Wärme, die der Arbeit entspricht, die eine Kraft von 1 Nyton erzeugt, wenn sie sich 1 Meter entlang der Richtung der Kraft bewegt.
Neben Joule und Kalorien gibt es auch andere Wärmeeinheiten in SI:
- kilojoule (KJ) – 1000 Joule;
- megajoule –MJ) - 1.000.000 Joule;
- kilokalorien –kcal) - 1000 Kalorien;
- Megakalorien (Μal) – 1.000.000 Kalorien.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Wärme nicht nur durch die Größe, sondern auch durch die Veränderung anderer physikalischer Größen gemessen werden kann. Beispielsweise ist für Gassysteme die molare oder Massenheizkapazität (bezeichnet als C) eine wichtige Größe – dies ist die Wärmemenge, die an das Gas übertragen werden muss, um seine Temperatur um 1 Grad Celsius zu erhöhen, vorausgesetzt, es gibt einen konstanten Druck und ein konstantes Volumen.
Was ist Wärme und wie wird sie gemessen?
Die wichtigste physikalische Größe, die Wärme charakterisiert, ist Wärmeenergie. Thermische Energie ist die kinetische Energie von Molekülen und Atomen, die durch ihre Bewegung und Wechselwirkung zwischen ihnen bestimmt wird.
SI bietet mehrere Einheiten an, um Wärme zu messen. Einer von ihnen ist Joule (J) – die grundlegende Energieeinheit in SI. Ein Joule ist definiert als eine Arbeit, die mit einer Kraft von einem Newton ausgeführt wird, wenn sie einen Meter in Richtung der Kraft verschoben wird.
Für wissenschaftliche und technische Berechnungen wird auch eine Kalorie (kcal) verwendet – eine Einheit, die der Wärme entspricht, die benötigt wird, um ein Kilogramm Wasser um ein Grad Celsius zu erhitzen. Eine weitere gebräuchliche Einheit ist die British Thermal Unit (BTU), die in den Vereinigten Staaten verwendet wird. Es entspricht der Wärme, die benötigt wird, um ein Pfund Wasser um ein Grad Fahrenheit zu erhitzen.
Zur Messung der Wärme werden auch verschiedene Geräte wie Kalorimeter verwendet. Ein Kalorimeter ist ein Gerät, das die Menge an Wärme messen kann, die bei einem bestimmten Prozess absorbiert oder freigesetzt wird.
Im Allgemeinen wird die Messung der Wärme im SI-System mit physikalischen Größen wie Wärmeenergie und ihren speziellen Einheiten wie Joule, Kalorie und britischer Wärmeeinheit durchgeführt. Die Verwendung von Kalorimetern ermöglicht eine genauere Messung der Wärme in verschiedenen Prozessen.
Physische Entität und Maßeinheiten
Die primäre Maßeinheit für Wärme in SI ist Joule (J). Ein Joule ist definiert als die Menge an Energie, die benötigt wird, um in Form einer Bewegung eines Körpers mit einem Gewicht von 1 Kilogramm in einer Entfernung von 1 Meter mit einer Kraft von 1 Newton zu arbeiten. Eine andere übliche Maßeinheit für Wärme ist die Kalorie (Cal), die der Energie entspricht, die benötigt wird, um 1 Gramm Wasser um 1 Grad Celsius zu erhitzen.
Es ist wichtig zu beachten, dass 1 Kalorie ungefähr 4,184 Joule entspricht, und diese beiden Einheiten können durch Multiplikation oder Division durch den entsprechenden Faktor ineinander konvertiert werden.
Bei der Wärmemessung im SI-System wird auch ein Wert wie der Wärmekapazität (Symbol - C) verwendet. Die Wärmekapazität bestimmt die Menge an Wärme, die benötigt wird, um die Körpertemperatur um einen bestimmten Wert zu ändern. Die Maßeinheit für die thermische Kapazität in SI ist Joule pro Grad Celsius (J / ° C).
Im Allgemeinen bietet SI einheitliche und universelle Maßeinheiten für Wärme, die die Grundlage für wissenschaftliche und technische Berechnungen im Bereich Thermodynamik und Wärmeaustausch bilden.
Wie wird die Wärme im SI-System gemessen?
Die Energie wird in Joule (J) im SI-System gemessen. Ein Joule ist eine Maßeinheit für Energie und Wärme, die definiert ist als eine Arbeit, die durch eine Kraft in einem Newton durchgeführt wird, wenn der Körper einen Meter in Richtung der Kraftbewegung bewegt wird.
Die Wärme kann auch in Kalorien (cal) oder genauer gesagt in Kilokalorien (kcal) gemessen werden. Eine Kalorie entspricht der Menge an Wärme, die benötigt wird, um ein Gramm Wasser um ein Grad Celsius zu erhitzen. Eine Kilokalorie entspricht tausend Kalorien.
Die folgenden Verhältnisse können verwendet werden, um die in Kalorien oder Kilokalorien gemessene Wärme in Joule zu übersetzen:
- 1 cal = 4,184 J
- 1 kcal = 4184 J
Daher wird normalerweise eine Joule-Maßeinheit verwendet, um die Wärme im SI-System zu messen, obwohl einige Anwendungen immer noch Kalorien verwenden.
Wärme und thermodynamische Skala
Eine thermodynamische Skala ist ein Temperaturmesssystem, bei dem Temperaturwerte auf physikalischen Eigenschaften von Materialien oder physikalischen Phänomenen basieren. Im Internationalen Einheitensystem (SI) wird die Temperatur in Kelvin (K) gemessen.
Wärme kann auf verschiedene Arten übertragen werden, einschließlich Durchführung, Konvektion und Strahlung. Die Wärmeübertragung erfolgt nach den Gesetzen der Thermodynamik, die bestimmen, wie Energie von einem Objekt zum anderen übergeht.
In der Thermodynamik wird Wärme normalerweise mit dem Symbol Q bezeichnet. Es kann mit einem Kalorimeter gemessen werden, mit dem Sie die Temperaturänderung einer Substanz messen können, wenn sie mit anderen Substanzen interagieren.
Eine thermodynamische Skala, die auf einer absoluten Temperaturskala basiert, ermöglicht die Messung von Wärme und die Durchführung präziser Berechnungen in thermodynamischen Systemen. Kelvin (K) ist die grundlegende Maßeinheit auf der thermodynamischen Skala und besteht aus den gleichen Intervallen zwischen den Schmelzpunkten von Eis und dem Siedepunkt von Wasser bei normalem atmosphärischem Druck.
Die thermodynamische Skala hilft dabei, eine Verbindung zwischen Wärme, Energie und Temperatur herzustellen, wodurch wir verschiedene Prozesse verstehen und verwalten können, einschließlich Wärme- und Kühlsysteme, Motoren und andere thermodynamische Systeme.
