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:

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[1] zur Schadenbearbeitung und Wetterdaten[2] für Statistik und Auswertung bestimmter Zeiträume. Für weitere Informationen stehen wir Ihnen gerne unter zur Verfügung! Fragen Sie uns an.