Wärmelehre Wärme als subjektive Empfindung
Schau dir zunächst das Video auf die folgenden Fragen hin an:
- Was versteht man unter der gefühlten Temperatur?
- Wodurch wird die gefühlte Temperatur in erster Linie beeinflusst?
- Warum fühlt sich im Winter ein Eisengeländer im Freien beim Berühren kälter an als ein benachbartes Holzgeländer?
Weiter unten findest du die Antworten auf die Fragen und vertiefende Informationen.
Füllt man eine flache Schale mit Wasser, so wird die Flüssigkeit mit der Zeit immer weniger: Die Flüssigkeit verdunstet. Das Wasser geht also wie beim Sieden vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über, allerdings ohne dass wir diesen Vorgang so wie beim Sieden unmittelbar sehen könnten.
Was geht beim Verdunsten einer Flüssigkeit in ihrem Inneren vor sich?
→ Zwischen den Teilchen einer Flüssigkeit wirken anziehende Kräfte. Ihre Bewegungsenergie hindert sie aber bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes, sich wie bei einem festen Körper zu einer Gitterstruktur zusammenzulagern. Im Inneren einer Flüssigkeit sind alle Moleküle im Mittel in allen Richtungen von gleich vielen Teilchen umgeben, so dass sich diese Teilchenkräfte dort in ihrer Wirkung aufheben.
→ Bei einem Teilchen an der Oberfläche einer Flüssigkeit dagegen besteht diese weitgehende Symmetrie nicht mehr, da über ihm keine Flüssigkeitsteilchen liegen. Deshalb wirken auf ein Oberflächenteilchen nur noch die Kräfte von den Seiten und von den darunter liegenden Teilchen. Die seitlichen Kräfte heben sich auf, so dass nur noch die nach unten in die Flüssigkeit gerichteten Kräfte übrig bleiben. Diese ins Innere der Flüssigkeit gerichteten Kräfte hindern die Teilchen an der Oberfläche am Verlassen der Flüssigkeit und damit am Übertritt in den Dampfraum über ihr – aber nicht alle:
→ Unter den Teilchen einer Flüssigkeit gibt es – abhängig von der Temperatur der Flüssigkeit – mehr oder weniger viele Teilchen, die eine besonders hohe Bewegungsenergie besitzen. Bewegt sich ein derartiges Teilchen nahe der Oberfläche auf diese zu, so wird es zwar durch die rücktreibenden Kräfte abgebremst, sein Schwung kann aber groß genug sein, um aus der Flüssigkeitsoberfläche in den über ihr liegenden Dampfraum übertreten zu können. Ein solches energiereiches Teilchen geht dadurch der Flüssigkeit verloren.
→ Da die Flüssigkeit durch das Verdunsten gerade die Teilchen verliert, die eine besonders hohe Bewegungsenergie haben, verringert sich die mittlere Bewegungsenergie der in der Flüssigkeit zurückbleibenden Teilchen: Die Temperatur der Flüssigkeit sinkt.