| Autor |
Nachricht |
steffilolipopp
Anmeldungsdatum: 29.12.2009
Beiträge: 1
|
 steffilolipopp Verfasst am: 29. Dez 2009 16:01 Titel: Innere Energie |
 |
|
Hei
ich wollte einfach mal wissen was eine innere Energie ist
und wie sie entsteht.
danke fürs helfen schon mal im vorraus |
|
 |
mayap
Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301
|
| mayap Verfasst am: 29. Dez 2009 19:21 Titel: |
|
|
Hi!
In welchem Rahmen möchtest du dass denn wissen? Gehst du noch zur Schule? Klasse? Damit man weiss, was für wissen man voraussetzen kann.
Eine kurze Erklärung ist folgende:
Wenn man ein Gas betrachtet, schwirren da Atome und Moleküle drin herum. Innere Energie in der Physik nennt man den Anteil an Energie, der nicht verwendet werden kann. Es ist eigentlich ein veralteter und irreführender Begriff. Er soll darstellen, welche Energiemenge sich in einem Gas befindet, das einfach irgendwo liegt. Den größten Anteil macht dabei die thermische Bewegung aus.
Falls du nicht weisst, was thermische Bewegung ist: Wärme und quasi damit verbunden hohe oder niedrige Temperatur bedeutet einfach, dass sich kleine Atome schneller oder langsamer bewegen. Der Unterschied in der Geschwindigkeit macht dabei die Wärme bzw. unterschiedliche Temperatur aus.
Hoffe, das klärt deine Frage in ungefähr? wenn nicht, einfach weiterfragen  |
|
|
franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
|
| franz Verfasst am: 29. Dez 2009 20:09 Titel: |
|
|
| mayap hat Folgendes geschrieben: | | Wärme und quasi damit verbunden hohe oder niedrige Temperatur bedeutet einfach, dass sich kleine Atome schneller oder langsamer bewegen |
Man lernt nie aus... |
|
|
mayap
Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301
|
| mayap Verfasst am: 29. Dez 2009 20:40 Titel: |
|
|
Falls du meinst, dass das nicht richtig ist, es ist einfach nur eine übliche Erklärungsform. So wie der Rosinenkuchen und die Expansion des Universums. Oder die meisten anderen Modelle, mit denen man Physik so erklärt. Streng genommen einfach falsch, aber schön zu erklären
Aber jetzt mit Zustandssummen und Thermodynamischen Potentialen kommen, wäre vielleicht doch etwas übertrieben |
|
|
dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
|
| dermarkus Verfasst am: 29. Dez 2009 23:29 Titel: |
|
|
Ich finde die Definition und Erklärung in Wikipedia dazu recht treffend:
http://de.wikipedia.org/wiki/Innere_Energie
| Zitat: |
Als innere Energie bezeichnet man den in einem Medium gebundenen Energiebetrag. Die innere Energie ist der Energiegehalt einer Materiemenge, die in Elementen wie Atombindung und Molekülbewegung (Rotation, Translation, Vibration) gespeichert sind. [...]
|
Das heißt auch, dass ich sagen würde:
* der Begriff "innere Energie" ist auch heute absolut üblich. Vor allem in der Thermodynamik. Der übliche Formelbuchstabe dafür ist übrigens  .
* Wärmeenergie (= Zappeln von Teilchen = Molekülbewegung) ist in der Tat ein wichtiger Teil der inneren Energie. Dieses Zappeln von Atomen oder Molekülen als Bewegung der Teilchen zu bezeichnen, ist vollkommen korrekt, und nicht etwa nur ein ungefähres Bild zur Veranschaulichung. |
|
|
mayap
Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301
|
| mayap Verfasst am: 30. Dez 2009 10:38 Titel: |
|
|
Das meinte ich auch nicht damit, ich meinte eigentlich nur, dass das verwendete Wort irreführend seien kann. Dieser Begriff wird nämlich auch in der Metaphysik verwendet und es gibt sehr viele Leute, die glauben, diese Innere Energie verwenden zu können, um Perpetuum Mobiles zu bauen. Einfach mal in google eingeben
Deshalb vermeide ich es immer, zu sagen, dass das die im Gas/in Gegenständen enthaltene Energie ist. Wer einen Touch zu Metaphysik und Esoterik hat, wird nämlich dann direkt schließen, dass diese Energie genutzt werden kann um z.B. Dinge schweben zu lassen, Räder anzutreiben etc. Rein Physikalisch ist die Innere Energie auf jedenfall ein gutes Mittel der Beschreibung.
Eben ein von Scharlatanen zu oft geborgter Begriff, um nichtphysikalische Ereignisse zu rechfertigen.
Das wichtige daran ist, dass diese Energie nur auf sehr klar definierte Weise nicht genutzt werden kann. |
|
|
dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
|
| dermarkus Verfasst am: 30. Dez 2009 13:47 Titel: |
|
|
In der Physik ist der Begriff "innere Energie" ein ganz normaler, klar definierter Fachbegriff.
Ich finde nicht, dass wir uns davon abhalten lassen sollten, unsere Fachsprache ganz normal zu benutzen und zu erklären, wenn wir über Physik reden.
Auch nicht davon, dass es Leute gibt, die "innere Energie" sagen, wenn sie gar nicht den physikalischen Fachbegriff meinen, sondern nur versuchen, mit etwas um sich zu werfen, was so klingt wie physikalische Fachbegriffe, weil sie denken, das würde den Eindruck erwecken, sie hätten etwas mit Wissenschaft am Hut. |
|
|
mayap
Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301
|
| mayap Verfasst am: 30. Dez 2009 19:44 Titel: |
|
|
Meine Erfahrungen waren biher leider, dass diese Menschen durchaus den physikalischen Begriff meinen, ihn nur nicht verstanden haben. Die erklären ihre Apparate damit, dass sie sagen, die Physiker hätten das ja gerade so definiert, dass es die im Medium enthaltene Energie ist. Und eben diese hätten sie freigesetzt...
Hatte das Gefühl, dass die Frage in diese Richtung abzieht, aber wahrscheinlich habe ich da einfach zu übertrieben ängstlich reagiert
Deshalb habe ich auch nach Vorbildung gefragt. Auf Uniniveau lässt sich der richtige Begriff einfacher erklären. Da weiss man schon, was Bindungsenergie, thermische Bewegung, etc. ist und die Gleichung aus dem 1. HS der Thermodynamik würde vielelicht da am ehesten helfen:
 |
|
|
Sari94
Anmeldungsdatum: 03.02.2010
Beiträge: 6
|
| Sari94 Verfasst am: 03. Feb 2010 21:56 Titel: |
|
|
| mayap hat Folgendes geschrieben: |
Wenn man ein Gas betrachtet, schwirren da Atome und Moleküle drin herum. Innere Energie in der Physik nennt man den Anteil an Energie, der nicht verwendet werden kann. Es ist eigentlich ein veralteter und irreführender Begriff. Er soll darstellen, welche Energiemenge sich in einem Gas befindet, das einfach irgendwo liegt. Den größten Anteil macht dabei die thermische Bewegung aus.
Falls du nicht weisst, was thermische Bewegung ist: Wärme und quasi damit verbunden hohe oder niedrige Temperatur bedeutet einfach, dass sich kleine Atome schneller oder langsamer bewegen. Der Unterschied in der Geschwindigkeit macht dabei die Wärme bzw. unterschiedliche Temperatur aus. |
ich hab auch mal 'ne Frage:
wieso was hmm. ich muss mal eben meine Gedanken sortieren...
aaalso innere Energie kann also nicht in andere Energieformen umgewandelt werden, bzw eben nicht verwendet werden kann?? Also sie bleibt immer in dem Körper enthalten?
und 'einem Gas, das irgendwo liegt'? also einfach ein Gas oder hat das noch 'ne Bedeutung?
wieso ist thermische Bewegung keine Bewegungsenergie? ist Wärmeenergie nicht Bewegungsenergie?
ich dachte immer, die innere Energie sei die Energie, welche in einem System steckt... Aber ich kann die innere Energie doch verändern, indem ich das System erwärme erhalte ich eine höhere innere Energie, indem ich es abkühle eine niedrigere...
obwohl, jaa nee, wie also jetzt hab ich mich selber verwirrt. Der Energieerhaltungssatz, wie kann ich denn dann die innere Energie erniedrigen, oder gilt der nur in einem isolierten System? menno -.- Also wenn die innere Energie alle Energien, die in dem System stecken zusammen ist. dann klappt das nciht, wenn ich allerdings die innere Energie durch erniedrigung der Temperatur in andere Energieformen umwandeln könnte... Okay, irgendwie führt das wieder dahin, was genau nun innere Energie ist.
ok, sind ein paar mehr Fragen, aber irgendwie hab ich's noch nicht so ganz verstanden. kann mir das nochmal jemand ''für Dumme'' erklären?
Ich weiß, das ihr's schon versucht habt, aber in meinem Kopf klappt es irgendwie immernoch nicht. Dankeschön
Sari. |
|
|
mayap
Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301
|
| mayap Verfasst am: 04. Feb 2010 02:19 Titel: |
|
|
Ich bin jetzt schon ein wenig voll, aber vielelicht kann ich noch ein wenig klar machen:
In der Thermodynamik verwendet man im Normalfall
Entropie S
Energie E
Volumen V
Teilchenzahl N
als Zustandsvariablen.
Dies sind die Größen, die geändert werden können.
Die Temperatur, der Druck sind Größen, die dadurch abgeleitet werden können.
Daher ist an Sich die Temperaturänderung dadurch hervorgerufen, dass bei z.B. Abkühlung dem System Energie entzogen wird und sich dadurch wieder die Temperatur ändert. Direktes ändern der Temperatur ist nicht möglich. Ist also nur eine Folge des Energieentzugs. Kurz gesagt, du kühlst ein System nicht ab, sondern du entziehst ihm Energie und das hat ein Sinken der Temperatur zur Folge.
Man kann die Thermodynamik auch auf andere Weise beschreiben und anderes als Zustandsvariablen verwenden, (z.B. die Temperatur) aber das macht das Ganze unübersichtlich und im allgemeinen sehr unanschaulich.
Die Energie ist immer nur in abgeschlossenen Systemen enthalten. Wenn es nicht abgeschlossen ist, kann sie ja per Definition immer "raus".
Die Definition der Energie auf Wikipedia ist leicht irreführend. (1. Abschnitt "Definition der inneren Energie"). Auch war meine Aussage, dass es die Energie, die nicht genutzt werden kann, ist, nicht ganz richtig.
Es ist einfach die Energie, die oft in der Thermodynamik auch einfach als "Energie" verwendet wird.
Die strenge Definition ist einfach:
dU = T dS + p dV + µ dN
oder nicht differentiell:
U = TS + pV + µN
Das heisst, die änderung der Inneren Energie wird durch eine Änderung der Entropie, des Volumens oder der Teilchenzahl verursacht.
Im Anteil der Teilchenzahl (µ) steckt vor Allem die Molekülbewegung.
Im Anteil des Volumens (p) steckt der Druck.
Im Anteil der Entropie (T) steckt vor Allem die Sytematische Bedingungen. (streng genommen Änderung des Phasenraums und des Hamiltonoperators) Also der Energieverteilung.
Was zum Beispiel nicht zur Inneren Energie gehört, sind Anteile, die zu einer Schwerpunktsbewegung gehören.
Allgemein ist Innere Energie einfach eine Begriffsdefinition, ein übergeordneter Begriff um bestimmte, makroskopische bzw. statistische Größen voneinander abzutrennen.
Das Problem in der gesamten Thermodynamik ist erstmal, dass man sehr viele Größen hat, die alle miteinander zusammenhängen. Wenn man eins ändert, ändert man oft vieles andere mit. Das, was typischerweise als Erwärmung eines Gases kennt, ist an Sich eine Änderung von Volumen, Druck, Energie, Temperatur.
In der Thermodynamik verwendet man daher einen minimalen Satz von Zustandsvariablen, die geändert werden können (S, N, V) oder (E, N, V) und leitet den Rest daraus ab.
Wenn man sich streng an dies hält, macht vieles mehr Sinn, aber man muss sich leider an Sachen wie Entropie und chemisches Potential gewöhnen. Man kann allerdings dann auch alles auf recht einfache Weise erklären.
Also kurz gesagt: man kann ein System nicht abkühlen, man kann nur die Zustandsvariablen ändern und dadurch FOLGT dieÄnderung der Temperatur.
Ist jetzt ein wenig abgeschweift, aber vielleicht hilft es ein wenig, Ordnung in das große Chaos der Thermodynamik zu schaffen |
|
|
Sari94
Anmeldungsdatum: 03.02.2010
Beiträge: 6
|
| Sari94 Verfasst am: 04. Feb 2010 15:50 Titel: |
|
|
hallo. danke erstmal, das du's versucht hast. aber manchmal glaube ich, ich bin ein hoffnungsloser Fall...
| mayap hat Folgendes geschrieben: |
In der Thermodynamik verwendet man im Normalfall
Entropie S
Energie E
Volumen V
Teilchenzahl N
als Zustandsvariablen.
Dies sind die Größen, die geändert werden können.
Die Temperatur, der Druck sind Größen, die dadurch abgeleitet werden können.
Allgemein ist Innere Energie einfach eine Begriffsdefinition, ein übergeordneter Begriff um bestimmte, makroskopische bzw. statistische Größen voneinander abzutrennen.
|
Das heißt, ich ändere Entropie, Energie, Teilchenanzahl oder Volumen und daraus resultieren dann alle Änderungen an den anderen Größen?
| Zitat: | U = TS + pV + µN
Das heisst, die änderung der Inneren Energie wird durch eine Änderung der Entropie, des Volumens oder der Teilchenzahl verursacht.
Im Anteil der Teilchenzahl (µ) steckt vor Allem die Molekülbewegung.
Im Anteil des Volumens (p) steckt der Druck.
Im Anteil der Entropie (T) steckt vor Allem die Sytematische Bedingungen. (streng genommen Änderung des Phasenraums und des Hamiltonoperators) Also der Energieverteilung.
Was zum Beispiel nicht zur Inneren Energie gehört, sind Anteile, die zu einer Schwerpunktsbewegung gehören. |
das verstehe ich nicht.. also Im Anteil der Teilchenzahl N ... bedeutet das, aus der Änderung der Teilchenanzahl folgt eine Änderung der Molekülbewegung usw? und das alles zusammen bestimmt dann die innere Energie?
was sind Systematische Bedingungen und Schwerpunktsbewegung?
| Zitat: | | In der Thermodynamik verwendet man daher einen minimalen Satz von Zustandsvariablen, die geändert werden können (S, N, V) oder (E, N, V) und leitet den Rest daraus ab. |
wieso gibt's denn nur diese beiden 'Zusammenstellungen'?
| Zitat: |
Wenn man sich streng an dies hält, macht vieles mehr Sinn, aber man muss sich leider an Sachen wie Entropie und chemisches Potential gewöhnen. Man kann allerdings dann auch alles auf recht einfache Weise erklären. |
:S oh oh. ich glaube, das verstehe ich nie. Ich hab mal versucht, Entropie zu verstehen... dann steht da, es ist eine Warscheinlichkeit, weil das ungeordnete immer warscheinlicher als das geordnete ist oder sowas. und im nächsten steht dann was vollkommen anderes. Ich war einfach nur total verwirrt, weiß allerdings, das ich um diesen Begriff nicht herumkommen werde... :/ Also wenn du lust hast, das auch zu erklären, dann tu dir keinen Zwang an  . |
|
|
mayap
Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301
|
| mayap Verfasst am: 04. Feb 2010 16:59 Titel: |
|
|
| Zitat: | Das heißt, ich ändere Entropie, Energie, Teilchenanzahl oder Volumen und daraus resultieren dann alle Änderungen an den anderen Größen?
|
Kurz gesagt, ja. Du kennst sicher das Problem, dass wenn du den Druck erhöhst bei konstantem Volumen, dass dann Teilchenzahldichte, Energie, kinetische Energie der Teilchen, Entropie und Temperatur geändert werden. Das ist alles ein Netzwerk wo eine Größe x andere beeinflusst.
Daher sucht man nach einem minimalen Satz an unabhängigen Variablen, um das zu beschreiben. Die anderen Werte folgen dann nur noch daraus.
Ich habe TD immer gehasst, weil es sehr chaotisch aussah, aber dieser minimale Satz an Variablen macht das ganze im Endeffekt viel ordentlicher.
| Zitat: | | das verstehe ich nicht.. also Im Anteil der Teilchenzahl N ... bedeutet das, aus der Änderung der Teilchenanzahl folgt eine Änderung der Molekülbewegung usw? und das alles zusammen bestimmt dann die innere Energie? |
Kurz gesagt, ja. Macht auch anschaulich sinn. Wenn du in ein festes Volumen nochmal gleiche Teilchen hinzufügst mit der gleichen Temperatur, erhöht sich ja auch z.B. der Druck. Der Druck steht nicht differentiell drin, das heisst er ist die Folge einer Änderung der differentiellen Größen. Im Allgemeinen wird auch die Temperatur erhöht, da die Dichte der Teilchen eine Erhöhung der Stoßdichte zur Folge hat.
Man kann allgemein auch andere Systeme finden, wo die Teilchenzahl eine Folge der Änderung einer anderen Größe ist, aber das wird kompliziert
Das, was ich als Gleichung angegeben habe, ist mehr oder weniger Konvention.
| Zitat: | | wieso gibt's denn nur diese beiden 'Zusammenstellungen'? |
Es gibt theoretisch noch viel mehr, aber diese sind alle sehr kompliziert und haben Größen in Sich, die noch wesentlich unanschaulicher sind, als die Entropie Diese zwei sind die gebräuchlichen und die einfachsten |
|
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
