Wärme

Bis in die Mitte des 19. Jahrhunderts waren die Physiker und Chemiker der Meinung, Wärme sei ein Stoff, den man nicht sehen kann, der aber einen Körper erhitzt, wenn man ihn ihm hinzufügt, und umgekehrt abkühlt, wenn man ihn dem Körper entzieht. Caloricum nannte man diesen hypothetischen Wärmestoff, der sich aber nie direkt nachweisen ließ; kein Wunder, denn heute wissen wir, dass es diesen Wärmestoff gar nicht gibt!

Was wir heute wissen, kann man vereinfacht mit dem Satz "Wärme ist Bewegung" zusammenfassen. Etwas genauer: Jeder Stoff, ob fester Körper, Flüssigkeit oder Gas, besteht aus mikroskopisch kleinen Atomen oder Molekülen. Im festen Körper können diese Mikropartikel wie das Pendel einer Uhr um eine feste Gleichgewichtslage schwingen, und in Flüssigkeiten und Gasen können sie mehr oder weniger frei beweglich durch die Gegend sausen. Diese Bewegung, die für das Auge völlig unsichtbar verläuft, verursacht die Wärme; sie heißt darum auch Wärmebewegung oder thermische Bewegung. Je heftiger diese thermische Bewegung der Atome oder Moleküle ist, desto wärmer ist der betrachtete Stoff. Schau dir dazu die Grafik unten an, die zweimal das gleiche Gas in einem Gefäß zeigt.

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Links ist die Bewegung der Gasatome relativ langsam und das Gas ist kühl. Die rechte Zeichnung zeigt, was passiert, wenn man durch eine Flamme Wärme zuführt: Die Gasatome bewegen sich viel schneller, das Gas ist erhitzt.

Nun können wir die Größe Wärme genau definieren: Wärme ist die Bewegungsenergie der Atome oder Moleküle eines Stoffes. Wärme ist also eine Form der Energie, genau wie kinetische Energie oder elektrische Energie. Als Kurzzeichen für die Wärme hat man Q vereinbart und ihre gesetzliche Einheit ist, wie für alle Energieformen, das Joule, kurz J.