Diskussion:Thermische Energie

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Thermal Energy

Diese Seite ist direkt mit thermal energy verlinkt (Sprachlink). Das ist aber laut dortigem Artikel kT und nicht wie hier f/2 N kT. Das unterscheidet sich so grundlegend (eins intensiv, das andere extensiv, usw.), dass ich vorschlage, in den Artikel hier einen Satz zur Abgrenzung einzubauen.

Unscharfer Begriff - Artikel neu schreiben!

Meiner Meinung nach ist Thermische Energie nicht wirklich verbindlich definiert. Dann sollte man das hier sagen. Oder irre ich mich? Und sollte man zu den technischen Anwendungen (letzte Zeile Einleitung) nicht sagen, dass es die Enthalpiedifferenz ist? Oder ist das auch nicht sicher? --Bleckneuhaus (Diskussion) 22:37, 8. Mär. 2020 (CET)

Man findet bei googlebooks zu Thermische Energie Einträge mit verschiedenen Bedeutungen. Doering (Einf. Techn. Thermodyn.) fasst die makroskopischen zusammen:

In der Thermodynamik wird das Prinzip von der Erhaltung der Energie auf folgende Energiearten angewandt: mechanische Energie (potentielle Energie, kinetische Energie), Arbeit, thermische Energie (innere Energie, Wärme, Enthalpie), elektrische Energie, chemische Energie, Kernenergie.

Daneben findet man jede Menge Stellen mit der mikroskopischen Bedeutung "thermische Energie kT".

Radikaler Vorschlag:

Thermische Energie (auch Wärmeenergie, jedoch nicht zu verwechseln mit Wärme) ist ein Sammelname für makroskopische und mikroskopische Energieformen, die in engem Zusammenhang mit thermischen Vorgängen stehen. Zu den makroskopische Größen gehören innere Energie, Wärme, Enthalpie. Zu den mikroskopischen Größen gehört die mittlere Energie eines Teilchens pro Freiheitsgrad (also ${\tfrac {1}{2}}k_{\mathrm {B} }T$ für Translation in eine Richtung, etc.), oder die Größe des typischen zufälligen Energieaustauschs zwischen den Teilchen, $k_{\mathrm {B} }T$, die auch in der Boltzmann-Verteilung den Energiemaßstab vorgibt.

Noch mehr? (vielleicht bessere Erklärung/Umschreibung für mikroskopisch) --Bleckneuhaus (Diskussion) 11:43, 9. Mär. 2020 (CET)

Neufassung eingestellt. Wenn wem was fehlt, bitte hier schreiben. --Bleckneuhaus (Diskussion) 21:23, 9. Mär. 2020 (CET)

Wo ist die Idee geblieben, dass die Thermische Energie die Innere Energie abzüglich aller Potentieller Energieformen ist? --Pyrrhocorax (Diskussion) 14:19, 10. Mär. 2020 (CET)

Wer sagt das so? Und sind auch die Potentiale der Gitterschwingungen gemeint? Ich weiß es wirklich nicht. --Bleckneuhaus (Diskussion) 16:24, 10. Mär. 2020 (CET)

Ach Herrjeh, da muss ich wohl Asche auf mein Haupt streuen. Zunächst war meine Ausdrucksweise schlampig: Mit "potentiell" meinte ich Energiebeiträge, wie z. B. die chemische Bindungsenergie, also Energiebeiträge, die nicht Teil der thermischen Bewegung sind. Dass natürlich Gitterschwingungen auch einen potentiellen Anteil haben, ging mir durch die Lappen, weil ich natürlich wieder nur an quasi-ideale Gase dachte. Die Formulierung als Differenz, die ich hier vermisste, wähnte ich in einer früheren Version des Artikels, kann sie aber in der Versionsgeschichte nicht mehr finden. Vielleicht war es auch ein Diskussionsbeitrag oder womöglich in einem anderen Artikel. Ich fand die Formulierung sehr plakativ und in sich stimmig, aber eine kurze google-books-Suche ergab auch keinen Treffer, der diese Formulierung stützen würde. Also ist es wohl nur ein Hirngespinst meinerseits. Dies bringt mich aber zu der viel grundlegenderen Frage ...

(Nach-links-rück) ... Darf es den Artikel "Thermische Energie" überhaupt geben? Soll heißen: Ist es ein einheitlich definierter und allgemein etablierter Fachbegriff oder saugen wir uns hier nur etwas aus den Fingern? Wenn Du in der aktuellen Version von einem "Sammelbegriff" sprichst: Ist es vielleicht nicht eher so, dass "thermische Energie" gar kein Begriff ist, sondern dass Autoren, die diese Formulierung verwenden, eigentlich "Energie" meinen und "thermisch" nur ein Attribut des Substantivs Energie ist? BTW: Als ich den Link im Artikel Temperatur hierher setzte, wollte ich eigentlich Thermische Bewegung verlinken, was aber gar kein Artikel, sondern nur eine Weiterleitung hierher ist. Ich finde, dass jener Artikel fehlt. Thermische Energie hingegen erscheint mir als ein Sammelsurium, es sei denn es gäbe sie doch wie oben beschrieben, aber das scheint ja nicht der Fall zu sein. --Pyrrhocorax (Diskussion) 09:58, 11. Mär. 2020 (CET)

Die Unschärfe des Begriffs sollte kein Grund gegen einen klärenden Artikel sein, eher im Gegenteil! Er hat auch reichlich Zugriffe. - Zur pot.E. zählt auch der in der spez. Wärme deutlich sichtbare 7. Schwingungsfreiheitsgrad bei mehratomigen Modekülen. - Ich denke auch über "thermalisiert" nach; was dabei entsteht, ist doch identisch zu "thermische Energie"? --Bleckneuhaus (Diskussion) 17:25, 11. Mär. 2020 (CET)

Ist das Lemma eigentlich nicht eher ein Fall für eine BKS, mit einer Liste zu den Lemmata: Wärmeenergie, innere Energie, Enthalpie,... ? Vielleicht ist es aber erst einmal vernünftig ein paar "Definitionen" aus konventionellen Lexika und der Lehrbuchliteratur hier zu sammeln. Mir scheint diese Bezeichnung vor allem in der technischen Literatur beliebt und stellvertretend (wie eine Stellvertreter-Variable) für verschiedene Energieanteile aus dem Bereich der Thermodynamik verwendet zu werden. ArchibaldWagner (Diskussion) 21:54, 5. Dez. 2020 (CET)

Ich halte meinen obigen 3-Zeilen-Vorschlag aufrecht. Gegen BKS spricht, dass die verschiedenen Bedeutungen doch unter ein Dach gehören (anders als zB Masse). Aber meinetwegen. Ich kenn das Wort übrigens vor allem als oft gebraucht in der Physik.--Bleckneuhaus (Diskussion) 11:34, 6. Dez. 2020 (CET)

Ich halte im folgenden kurz fest, was ich zu "Thermische Energie" gefunden habe, vielleicht hilft es:

# Im Lexikon der Physik ( Spektrum Akademischer Verlag 2000)
– "'Thermische Energie': Energie in der Form von -> Wärme" 
– "'Wärme, Wärmeenergie': eine Form der inneren Energie, die nicht auf der Verrichtung von Arbeit oder der Änderung der Stoffmenge beruht."

# Der Brockhaus: Naturwissenschaft und Technik (Brockhaus, Mannheim Leibzig, 2003)
– Stichwort 'Thermische Energie' nicht vorhanden

# Römpp Lexikon der Chemie (Thieme Verlag, Stuttgart, 1999)
– "'Thermisch' ... Adjektiv, das auf einen hohen Gehalt an -> 'Wärme Energie' hinweisen soll"
– "'Wärme, thermische Energie' spezielle Energieform, die als eine ungeordnete Bewegung der atomaren Partikel ..."

# [https://www.duden.de/suchen/dudenonline/Thermische%20Energie Duden zum Wort "Thermisch"] "Adjektiv – die Wärme betreffend, durch Wärme verursacht, …"

und ein paar Zitate aus Google Scholar

"...Speichern für elektrische und thermische Energie im deutschen Energiesystem..."

"[BUCH] Erneuerbare Energie: Konzepte für die Energiewende : ... umfassen Photovoltaik, solar- thermische Energie, geothermische Energie..."

"Energie-und Wärmehaushalt (Physiologie) ...Schließlich entsteht im Körper Wärme
(thermische Energie)..."

"Modellierung und Simulation von weit verzweigten, vermaschten Netzen für thermische Energie und Gas"

"Untersuchung der Elektronenlawine mit der Nebelkammer ...Ein Vergleich mit den Beweglichkeitsformeln ergibt die thermische Energie der Elektronen"

"Thermische Energie (Wärme) in D Kamke, W Walcher - Physik für Mediziner, 1994"

"Thermische Energie aus Abwasser enorme Potentiale schlummern im Untergrund"

" In 'Thermische Lichtbögen hoher Temperatur und niedriger Brennspannung' ...die mittlere thermische Energie der Elektronen..."

"Direktumwandlung von Sonnenenergie in thermische Energie"

usw.

Hier in der Wikipedia (wie auch in Lehrbüchern) wird von Wärme nur im Zusammhang beim Transfer von Energie per Wärmekontakt gesprochen. Vielleicht hilft auch ein Blick in die englische Entsprechung en:Thermal Energy. Irgendwie scheint 'thermische Energie' ein Anteil (je nach Kontext) der inneren Energie eines thermodynamischen Systems oder der Mittelwert der Energie eines 'Mikro-Partikels' als Teil eines Stoffes in einem phys. Systems zu sein. ArchibaldWagner (Diskussion) 17:37, 8. Dez. 2020 (CET)

Bei Chemische Energie (Aufrufe pro Tag ca. 80) gibt es, zumindest was den makroskopische Teil betrifft, ähnliche Herausforderungen (ich finde sie dort ganz gut gelöst), näheres dort. Dann gibt es weiter eine Definition von Thermische Energie hier unter Energie#Energie_in_der_Thermodynamik (Aufrufe pro Tag > 700); diese sollte konsistent mit diesem Artikel hier sein. Siehe auch die Kritik an Thermischer Energie von F. Herrmann Altlasten der Physik (130):Thermische Energie (trotz der allg. Kritik an dem Karlsruher Physikkurs, man muss ja nicht dem fatalen Vorschlag von Herrmann folgen). Siehe auch Kap. 3 in einer Dissertation von M. Bader zum Münchner Unterrichtskonzept ArchibaldWagner (Diskussion) 21:35, 8. Dez. 2020 (CET)

Noch eine Definition zumindest für die makroskopische Bedeutung "Es ist nützlich, die innere Energie in drei Gruppen einzuteilen, in thermische, chemische und nukleare innere Energie: $U=U_{therm.}+U_{chem.}+U_{nukl.}$. Die 'thermische innere Energie umfasst die kinetische und potenzielle Energie der Molekularbewegung. Dabei tritt keine Änderung der Elektronenkonfiguration der Moleküle ein. Die thermische innere Energie wird durch Änderungen der Temperatur und des spezifischen Volumens beeinflusst, chemische Veränderungen sind hier ausgeschlossen." zitiert nach Hans Dieter Baehr, Stephan Kabelac: Thermodynamik – Grundlagen und technische Anwendungen. 16. Auflage. Springer Vieweg, Braunschweig 2016, ISBN 978-3-662-49567-4, 2.2 Energieformen, S. 48.  ArchibaldWagner (Diskussion) 21:08, 4. Feb. 2021 (CET)

Kurze Frage (hab gerade keine Zeit, mich hier zu vertiefen): Hat der Hohlraum thermische innere Energie? --Bleckneuhaus (Diskussion) 22:14, 4. Feb. 2021 (CET)

@Bleckneuhaus: Ja, $U=V\epsilon (T)$, da triffst Du womöglich einen schwachen Punkt bei der Definition in Baehr, Kabelec. Im Maschinenbau oder bei Wärmespeichertechnik dürfte die in Strahlung gebundene Energie in den allermeisten Fällen vernachlässigbar sein. Ich fand diesen Beleg in der Literatur, Begriffe sollten ja möglichst mit Nachweisen belegt werden. Der Begriff ist offenbar unterschiedlich bzw. ungenau definiert, das tut aber wohl seiner praktischen Verwendung meist keinen Abbruch. Übrigens Stierstadt spricht im Kap. A2 Energiespeicherung Abschnitt Kapazitätsspeicher von thermischer Energie, dann von Latentwärmespeicher und weiter von thermochemischen Wärmespeichern. ArchibaldWagner (Diskussion) 21:05, 5. Feb. 2021 (CET)

Hey Bleckneuhaus , ich Ping dich mal an weil du dich auszukennen scheinst und ich eine allgemeinverständlichere Erklärung für thermische Energie gefunden habe, ich aber nicht weiß ob sie mit dem Kontext des Artikels bricht.

"Im Gegensatz zur Temperatur ist die thermische Energie eines Körpers nicht nur von der Intensität der Teilchenbewegung, sondern auch von der Masse des Körpers und seinem Aggregatzustand abhängig. Sie ergibt sich als Summe der Bewegungsenergie und der potentiellen Energie aller Teilchen des Körpers."[[1]]

Des weiteren wird bei der inneren Energie geschrieben, dass diese sich dadurch abgrenzt, dass sie sich darüber hinaus auch aus chemischer Energie und Kernenergie zusammensetzt, weswegen thermische und innere Energie sich bei rein thermischen oder mechanischen Prozessen qualitativ gleichen. Klingt für mich nach einer netten Vereinfachung und Abgrenzung von der Inneren Energie, aber vielleicht ist es zu stark heruntergebrochen. Ich würde mich über eine Einschätzung freuen.--LukeTriton (Diskussion) 15:12, 22. Feb. 2022 (CET)

Nachtrag: Das scheint sich mit der bereits angesprochenen Einteilung von Hans Dieter Baehr, Stephan Kabelac zu decken. Vielleicht wäre es sinnvoll diese Unterteilung in irgendeiner Form einzuarbeiten. Nach der bisherigen Formulierung wirkt es eher genau umgekehrt, nämlich das die Inner Energie Anteil der thermischen sei.--LukeTriton (Diskussion) 15:33, 22. Feb. 2022 (CET)

Dass innere Energie als ein Teil der thermischen Energie erscheinen könnte, liegt wohl an der Formulierung "Zu den makroskopischen Formen der thermischen Energie gehören: Innere Energie, Wärme, Enthalpie" - sehe ich das richtig? Falls ja, ändere ich das gerne ab, in dem Sinne: Alle drei Begriffe sind verschieden, werden aber alle mal (eben unscharf) als thermische Energie bezeichnet. Danke für den Hinweis! --Bleckneuhaus (Diskussion) 17:17, 22. Feb. 2022 (CET)

Thermische Energie ist ein Begriff dessen Bedeutung stark vom Kontext abhängt. So wie etwa bei Tag (siehe auch: Tag_(Begriffsklärung)). Der Begriff Sammelname scheint mir das Problem nicht gut zu bezeichnen. Ich finde die Lösung im Lemma Tag verständlicher: ”wird in verschiedener Weise als .. verwendet.“ – dann inklusive einer Liste mit den verschiedenen Bedeutungen . Auch der Begriff "potentiellen Energie" in dem obigen Vorschlag sorgt m.E. nur für eine scheinbare Klarheit; scheinbar solange nicht angegeben wird, auf welche Wechselwirkungen/Kräfte sich die potentielle Energien hier beziehen. Es gibt m.E. ja etwas ähnliches bei dem Begriff innere Energie, auch hier hängt es in der Regel von dem thermodynamischen Problem ab, was man dann explizit bei der "inneren Energie" in der Analyse berücksichtigt. ArchibaldWagner (Diskussion) 11:39, 23. Feb. 2022 (CET)

Ja, die Formulierung ist vielleicht etwas unglücklich. Vielen Dank Bleckneuhaus ^^ --LukeTriton (Diskussion) 11:01, 27. Feb. 2022 (CET)

Wärmekapazität nicht korrekt?

Hallo, im Abschnitt "Zusammenhang mit der Tempertatur" steht: "Die spezifische Wärmekapazität c = f/2 R ist ...". Einsetzen in die weiter oben stehende Formel liefert: E_th = c n T. Das ist imho nicht korrekt, es müsste heissen: E_th = c m(!) T bzw. E_th = Cm n T.

Laut dem Artikel Spezifische Wärmekapazität (Formelzeichen klein c) gilt nämlich ...= f/2 R nicht für die (massen-)spez. Wärmekapazität, sondern für die (stoffmengen-bezogene) Molare Wärmekapazität mit dem Formelzeichen Cm.

Gruß --Acky69 (Diskussion) 10:49, 7. Feb. 2022 (CET)