Big Bang 2, Schulbuch

75 10.1 Wärme und Wärmeübertragung Wenn du den Aufprall des Tonklumpens ( A2 ) aus Sicht der Teilchen betrachtest, verstehst du sofort, wo sich die Energie hinverkrümelt. Poff, und die Atome und Moleküle im Inneren beginnen heftiger zu schwingen ( B 10.5 b ). Die fehlenden 10 J stecken nach dem Auf- prall also in der Wärmeenergie . Du kannst es auch so sehen: Die Bewegungsenergie des fallenden Tonklum- pens kommt in Unordnung , und ungeordnete Bewe- gungsenergie ist Wärme. Beim Basketball in B 6.16 ( S. 49 ) ist es auch so. Allerdings wird dort nur ein Teil der Bewegungsenergie in Wärme umgewandelt. Durch den Aufprall erhöht sich die ungeordnete Bewegungsenergie der Teilchen im Tonklumpen. Mit anderen Worten: Er hat sich erwärmt. B 10.5 Je heftiger die Teilchenbewegungen, desto größer die ungeordnete Bewegungsenergie und somit auch die Wärme in einem Körper. Aus diesem Grund wird Wäsche ( B 10.6 ) bei hohen Temperaturen sauberer. Dann ist nämlich die Wärmebewegung der Wasser­ moleküle heftiger. Sie prallen härter auf und können den Schmutz so besser lösen ( A4 ). Und auch der Zucker löst sich aus diesem Grund in heißem Wasser viel schneller auf als in kaltem ( A5 ). B 10.6 Baumwolle unter dem Mikroskop: Schmutz kann sich an den Fasern gut festkrallen und ist durch schnell aufprallende Wassermoleküle besser abzulösen. Aus Sicht der Teilchen wird auch klar, warum Wärme der Friedhof der Energie ist. Immer dann, wenn eine Energieform in eine andere umgewandelt wird, ent- steht zusätzliche ungeordnete Bewegungsenergie der Teilchen (wie in B 10.5 ) und somit Wärme. Diese ver- pufft letztlich in der Umgebung und ist dann nicht mehr nutzbar. Wenn man schlampig von „Energiever- brauch“ spricht, meint man eigentlich, dass man nicht mehr nutzbare Wärmeenergie erzeugt. Es gibt drei Arten von Wärmetransport . Beim Blick auf die Teilchen wird klar, wie Wärmeleitung funktioniert. In B 10.7 a siehst du zwei unterschiedlich warme Stoffe, die einander berühren. Links bewegen sich die Wie Wärmeleitung funktioniert B 10.7 Teilchen heftiger und schubsen nach und nach die Teilchen rechts an. Dadurch er- wärmt sich der rechte Teil ( b , Teilchenbewe- gung steigt), während der linke abkühlt (Teilchenbewegung sinkt), bis alles gleich warm ist ( c ) ( 1  Info: Steak ). Steak Die Wärmeleitung spielt zum Beispiel beim Braten eines Steaks eine Rolle ( B 10.8 ). Die Teilchenschwin- gungen werden von der Herdplatte über die Pfanne und die Steakunterseite bis in die Mitte weiterge­ geben. Das Steak wird „warmgezittert“. Das dauert natürlich etwas! Worauf musst du achten? Die Außen­ seiten sollen über 140 °C erreichen, weil dann das Fleisch knusprig wird. Das nennt man Maillard-Reak­ tion . Es dürfen aber 220 °C nicht überschritten werden, weil das Fleisch sonst anbrennt. Nach dem Braten muss das Steak ein wenig ruhen, bis die Wärme in die Mitte gekrochen ist. Wenn diese 70 °C erreicht hat, ist das Steak „well done“. Temperaturen an den beiden Seiten und in der Mitte eines Steaks (Pfanne 170 °C, Fleischdicke 3 cm): Das Steak wird je 3 Minuten angebraten und rastet dann 5 Minuten. B 10.8 Nur zu Prüfzw cken – Eigentum des Verlags öbv