Big Bang 3, Schulbuch

12 16 Wärme ist eine Form der Energie Unter der Wärmekapazität versteht man die Menge an Wärmeenergie, die man zuführen muss, um 1 kg eines Stoffes um 1 °C zu erwärmen. Unterschiedliche Stoffe haben deutlich unterschiedliche Wärmekapa- zitäten ( B 16.29 ). Um 1 kg Wasser um 1 °C zu erwärmen, brauchst du zum Beispiel 4200 J, bei Luft nur 1000 J und bei Kohlenstoff gar nur 710 J. Wasser hat im Vergleich mit anderen Stoffen über- haupt eine sehr hohe Wärmekapazität. Bei gleicher Sonneneinstrahlung, also gleicher Energiezufuhr, bleibt das Meer daher erfrischend kühl, während zum Beispiel der Sandstrand brennheiß wird ( A17 ; B 16.30 ). Unterschiedliche Wärmekapazitäten sind auch für manche Unterschiede im Klima von Bedeu- tung ( 1  Info: See- und Landklima ). Das Feuerlaufen ( A18 ) ist sehr spektakulär, hat aber nichts mit Zauberei zu tun, sondern ist zu 100% physi- kalisch zu erklären. Die Wärmekapazität bestimmt nämlich auch, wie viel Wärme der Stoff bei Berührung abgibt . Kohlenstoff, der Hauptbestandteil von Kohle, hat eine sehr niedrige Wärmekapazität. Deshalb kön- nen die glühenden Kohlen die Füße nur langsam er- hitzen. Zusätzlich nimmt die Hornhaut der Füße die Wärme nur langsam auf. Beim heißen Apfel im Inne- ren eines Strudels ist es umgekehrt. Er besteht zum Großteil aus Wasser und kann daher bei Berührung durch die Zunge sehr viel Wärme abgeben – autsch! Beispiele für die Wärmekapazität einiger Stoffe B 16.29 4200 J aus der Sonnenstrahlung können 1 kg Wasser um 1 °C erwärmen, 1 kg Sand jedoch um 5 °C. B 16.30 See- und Landklima Das Meer hat eine viel größere Wärmekapazität als die Landmassen ( B 16.29 ). Deshalb ändert sich über das Jahr die Meerestemperatur gemächlich. Nebenbei spielt auch noch die Wärmeströmung ( Kap. 17.2, S. 17 ) des Meerwassers eine Rolle, die die Wärme in die Tiefe ableitet. Man spricht vom Seeklima . Im Landes- inneren fällt die „Pufferwirkung“ des Meerwassers weg, und die Temperaturschwankungen sind größer. Das nennt man Landklima . Durchlauferhitzermotorrad Ein Durchlauferhitzer muss pro Minute 10 kg Wasser von 15 auf 50 °C erwärmen, damit es schön heiß aus der Dusche kommt. Dazu sind 25.000W (25 kW) nötig. Das entspricht zufällig der Leistung eines Leichtmo­ torrads (siehe Tab. 16.2 ). Duschwasser in „Echtzeit“ elektrisch zu erwärmen ist unmöglich, weil die Haus- haltsleitungen auf maximal 4 kW ausgelegt sind. Deshalb deckt man solche Spitzenleistungen immer mit Gas ab. Die Wärmekapazität gibt an, wie viel Energie man benötigt, um ein Kilogramm eines Gegenstandes um 1 °C zu erwärmen. Mit Hilfe der unterschiedlichen Wärmekapazitäten kann man viele Effekte erklären. Vergleich zwischen Landklima (Wien) und Seeklima (Brest) B 16.31 B 16.32 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv