Formelsammlung Physik: Wärmelehre
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Allgemeine Gasgleichung
BearbeitenSymbol, Größe | Einheit bzw. Wert |
---|---|
p: Druck | Pa (-->Pascal) |
V: Volumen | m3 |
n: Stoffmenge | mol |
R: Allgemeine Gaskonstante | 8,314472 J/(mol·K) |
T: Absolute Temperatur | K |
Isochore Zustandsänderung
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Bei gleichbleibendem Volumen erhöht sich bei einem Druckanstieg von auf die Temperatur auf :
Bei gleichbleibendem Volumen erhöht sich bei einem Temperaturanstieg von Fehler beim Parsen (SVG (MathML kann über ein Browser-Plugin aktiviert werden): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „http://localhost:6011/de.wikibooks.org/v1/“:): {\displaystyle T_1}
auf der Druck auf :
Symbol, Größe | Einheit bzw. Wert |
---|---|
: Ausgangsdruck | Pa |
: Enddruck | Pa |
: Ausgangstemperatur | K1 |
: Endtemperatur | K1 |
Isotherme Zustandsänderung
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Um bei gleichbleibender Temperatur den Druck von auf zu erhöhen, muss das Volumen von auf verringert werden:
Bei gleichbleibender Temperatur erhöht sich bei einer Volumenverringerung von auf der Druck auf
Symbol, Größe | Einheit bzw. Wert |
---|---|
: Ausgangsdruck | Pa |
: Enddruck | Pa |
: Ausgangsvolumen | m³ |
: Endvolumen | m³ |
Isobare Zustandsänderung
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Bei gleichbleibendem Druck erhöht sich bei einem Temperaturanstieg von auf das Volumen auf :
Um bei gleichbleibendem Druck das Volumen von auf zu erhöhen, muss die Temperatur von auf steigen:
Symbol, Größe | Einheit bzw. Wert |
---|---|
: Ausgangsvolumen | m³ |
: Endvolumen | m³ |
: Ausgangstemperatur | K |
: Endtemperatur | K |
Wärmewiderstand, Wärmefluss und Temperaturdifferenz
BearbeitenBei gegebenen Abmessungen und spezifischem Wärmewiderstand des Wärmeleiters kann der Wärmewiderstand berechnet werden:
Aus der Temperaturdifferenz , dem Wärmestrom und den Abmessungen des Wärmeleiters kann der spezifische Wärmewiderstand des Materials bestimmt werden:
mit
- = Spezifischer Wärmewiderstand
- = Temperaturdifferenz
- = Querschnitt
- = Länge des Wärmeleiters
- = Wärmefluss
Grundgleichung Wärmelehre
Bearbeitenmit
- = Wärmeenergie [J]
- = spezifische Wärmekapazität [J/(kg·K)]
- = Masse [kg]
- = Temperaturdifferenz [K]
mit
- = Wärmestrom [W],
- = Massenstrom [kg/s],
Gültigkeitsbedingung für beide Formeln:
Nur anwendbar, wenn keine Zu- oder Abfuhr von Arbeit erfolgt, wenn keine Druckänderung wirksam ist und es sich beim Stoff um Flüssigkeiten oder Festkörper handelt.
Wärmeleitung/Wärmeleitfähigkeit
Bearbeitenmit
- = Wärmestrom [W],
- = Wärmeleitfähigkeit [W/(mK)],
- = Abstand [m],
- = Fläche [m²]
- = Temperaturdifferenz [K]
Wärmedurchgang durch eine Wand oder ein Fenster
Bearbeitenmit
= Wärmestrom [W] = Wärmedurchgangskoeffizient [W/(m²K)] - {ALTE BEZEICHNUNG "k"} = Fläche [m²] = Temperaturdifferenz (in Kelvin)
für U gilt:
mit
= Wärmeübergangswiderstand (Index se = außen, si = innen) [(Km²)/W] = Dicke - {ALTE BEZEICHNUNG "s"} = Wärmeleitfähigkeit [W/(Km)]
Wärmedurchlasswiderstand
BearbeitenSetzt sich aus den Wärmedurchlasswiderständen der einzelnen Wandschichten zusammen.
mit
- = Abstand (Dicke)
- = Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
Wärmestrahlung
Bearbeitenmit
- = Wärmestrom [W]
- = Emissionsgrad [-]
- = Strahlungskonstante des schwarzen Strahlers = 5,67e-8 [W/m2K4]
- A = Fläche [m²]
- T = Temperatur