Thermische Energie

Teilchenbewegung in einem Teilchengas mit Wechselwirkung

Thermische Energie ist die Energie, die in der ungeordneten Bewegung der Atome oder Moleküle eines Stoffes gespeichert ist. Sie ist eine Zustandsgröße und ist Teil der inneren Energie. Die thermische Energie wird im SI-Einheitensystem in Joule (Einheitenzeichen: J) gemessen.

Die thermische Energie E_th eines Stoffes ist definiert als

$E_{th}=c\;\cdot m\;\cdot T\!$

wobei c die spezifische Wärmekapazität, m die Masse und T die absolute Temperatur ist.

Eine Wärmezufuhr steigert die mittlere kinetische Energie der Moleküle und damit die thermische Energie, eine Wärmeabfuhr verringert sie. Thermische Energie ist also kinetische Energie, aber mit dem Merkmal der ungeordneten Bewegung vieler Körper, siehe auch Gitterschwingung und Phonon. Ist die kinetische Energie aller Moleküle eines Stoffes gleich Null, so ist, da m und c stets größer als Null sind, seine Temperatur am absoluten Nullpunkt. Die Kelvin-Temperaturskala verwendet diesen als Bezugspunkt.

Kommen zwei Systeme mit unterschiedlichen Temperaturen zusammen, so gleichen sich ihre Temperaturen durch Wärmeaustausch an. Dabei geht jedoch ohne zusätzliche Hilfe niemals thermische Energie vom System niedrigerer Temperatur in das System höherer Temperatur über. Diese Erfahrungstatsache ist im zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ausgedrückt. Die Angleichung erfolgt so lange, bis keine Temperaturdifferenz zwischen den Systemen mehr auftritt und sich die Systeme demnach in einem thermischen Gleichgewicht befinden. Dieser Vorgang wird Wärmeübertragung genannt.

Zocken

Neutronenphysik

Eine andere Wortbedeutung hat thermische Energie im Zusammenhang mit freien Neutronen oder anderen Teilchen. In diesen Fällen ist diejenige kinetische Energie des Einzelteilchens gemeint, die der Temperatur des umgebenden Stoffes entspricht (siehe auch: Thermisch).