| Wärme und Kälte
Was versteht man unter Wärme und Kälte bzw. was ist
Temperatur?
Die Temperatur ist das Maß für den
Wärmezustand einer Materie, d. h. der fühl- und
messbare Ausdruck von Wärmeenergie. Man unterscheidet
zwischen zwei unterschiedlichen Temperaturen:
|  |  | Kinematische Temperatur: Die kinematische Temperatur ist der
übliche Temperaturbegriff in der Meteorologie und
Klimatologie. Sie ist die Temperatur, die ein Thermometer bei
Berührung mit einem Körper, einer Flüssigkeit oder
einem Gas misst. Sie entsteht durch die Bewegung der Atome und
Moleküle des jeweiligen Körpers. Ist keine Bewegung
mehr vorhanden, ist der absolute Nullpunkt erreicht. Die
Temperatur beträgt 0 Kelvin [K] und drückt das
Maß für die im Körper enthaltene
Wärmeenergie aus. Die gespeicherte Wärmeenergie ist
proportional zur Temperatur des Körpers. |  | Strahlungstemperatur: Die Strahlungstemperatur ergibt sich
aus dem Stefan-Boltzmann-Gesetz, mit dessen Hilfe man die z. B.
die Temperatur des Weltraums oder der Sonne berechnen kann. |
Alle Körper dehnen sich bei Temperaturzunahme aus
(Ausnahme ist das Wasser, das erst bei 4 Grad Celsius an Dichte
zunimmt). Durch die Ausdehnung verlieren alle Körper an
Dichte. Generell bewegt sich die Wärmeenergie immer vom
wärmeren hin zum kälteren Körper. Es gibt drei
Formen des Wärmetransportes:
|  |  | Wärmeleitung: z. B. das Auftauen von gefrorenem
Boden |  | Wärmediffusion: z. B. der Wärmefluss von einem
warmen Raum in einen kalten Raum. |  | Wärmekonvektion: z. B. die Erwärmung von Luft
über einer Asphaltlandebahn und die Luftwirbel und
Luftschlieren, die in der aufsteigenden Luft entstehen. |
Grundsätzlich gilt: je größer die
Temperaturdifferenz ist, umso größer ist die Menge an
transportierter Wärmeenergie.
Mit zunehmender Höhe nimmt der Luftdruck, und damit die
Temperatur, in der Atmosphäre ab. Dabei verringert sich die
Temperatur pro Höhenintervall um einen konstanten Betrag,
den trockenadiabatischen Temperaturgradient. Trockenadiabatisch
bedeutet „ohne externe Zufuhr von Wärmeenergie“
und beträgt 1°C/100 m Höhe.
Richtlinien zur Temperatur
Es gibt unterschiedliche Temperaturskalen mit jeweils
verschiedenen Fixpunkten und Einteilungen. °Celsius,
Fahrenheit und Kelvin sind die bekanntesten Messeinheiten.
Während man in den Naturwissenschaften mit Kelvin rechnet,
ist °Celsius die gebräuchlichste Einheit für
Temperatur. Die Fahrenheit-Skala wird lediglich noch in
Großbritannien und in den USA verwendet.
°Celsius richtet sich nach der Änderung der
Aggregatzustände von destilliertem Wasser bei 1 atm Druck.
Der Schmelzpunkt wird mit 0° Celsius und der Siedepunkt mit
100° Celsius angegeben. Für Temperaturdifferenzen gilt
1° C = 1 K. Die Proportionalitätskonstante nennt man
Wärmekapazität. Sie gibt an, wie viel Energie notwendig
ist, um einen Körper um ein Grad zu erwärmen.
Beispiele der Wärmekapazität natürlicher
Stoffe:
| Oberflächentyp | Wärmekapazität(kJ/kgK) | | Luft | 1.01 | | Wasser | 4.18 | | Eis | 2.10 | | Holz | 2.39 | | Tonminerale | 0.90 | | Organische Substanz | 1.30 | | Quarz | 0,80 |
Ist die Wärmekapazität hoch, wie z. B. bei Wasser,
braucht man viel Wärmeenergie, um den jeweiligen Körper
zu erhitzen. Ist hingegen die Wärmekapazität wie im
Fall von Wüstensand klein, bedarf es einer geringeren
Wärmezufuhr. Bei gleicher Wärmemenge erwärmt sich
also Wüstensand stärker als Ozeanwasser.
Wie entsteht ein Schaden durch Wärme und Kälte bzw.
Temperaturwechsel?
Frostschäden durch extreme und rasche Temperaturwechsel
können an Pflanzen, Gebäuden, Wasserleitungs- und
Heizungsrohren aber auch an Straßen auftreten. Rasche
Temperaturwechsel zwischen extremen Minusgraden und Plusgraden
können bei Straßen und Neubauten zu gefährlichen
Oberflächenaufbrüchen führen oder gesamte Ernten
vernichten. Dies wiederum kann Fahrzeuge gefährden und
Unfälle auslösen oder Fundamente neuer Gebäude
beschädigen.
EWC-Dienstleistungen zur Temperatur
EWC bietet Auskünfte und Gutachten zur
Temperatur zur Schadenbearbeitung und Wetterdaten für Statistik und Auswertung
bestimmter Zeiträume. Für weitere Informationen
stehen wir Ihnen gerne unter zur Verfügung! Fragen Sie uns an.
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