Wärme
Wärme (auch Wärmemenge) ist eine physikalische Größe, eine Prozessgröße. Sie kann sowohl mikroskopisch durch die Kinetische Theorie, als auch makroskopisch durch die Thermodynamik beschrieben werden.
Wärme in der Thermodynamik ist über eine Systemgrenze hinweg transportierte thermische Energie. Wärme tritt als Prozessgröße nur bei dem Vorliegen eines Temperaturgradienten auf. Im allgemeinen Sprachgebrauch wird der Begriff Wärme aber häufig mit der thermischen Energie selbst verwechselt.
Physikalische Größe
Wärme ist wie Arbeit an Transportvorgänge gebunden und daher eine Prozessgröße, im Gegensatz zu einer Zustandsgröße. Dabei wird thermische Energie aufgrund des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik immer vom System mit der höheren Temperatur in Richtung des Systems mit der geringeren Temperatur übertragen. Dies gilt solange eine Temperaturdifferenz zwischen zwei thermisch gekoppelten Systemen besteht, diese sich also noch nicht im thermischen Gleichgewicht befinden.
Die übertragene Wärme Q ist meist mit einer Temperaturänderung verbunden:
Hierbei ist CV die Wärmekapazität bei konstantem Volumen V. Es existieren jedoch auch Systeme, bei denen eine Wärmezufuhr zur Phasenumwandlung und nicht zur Temperaturerhöhung führt, zum Beispiel beim Verdampfen von Flüssigkeiten. Auch kann die Wärmezufuhr (teilweise) in Arbeit (Symbol W) umgewandelt werden.
Als thermodynamische Größe ist die Wärme eindeutig über den ersten Hauptsatz definiert:
Wärmezufuhr erhöht also (ebenso wie Arbeitsleistung) die Innere Energie U eines Systems. Die Einzelheiten der physikalischen Vorgänge, die zum Transport von thermischer Energie führen, sind damit allerdings nicht genau festgelegt.
In der Theorie der Wärmeübertragung wird der Wärmestrom nach Jean Baptiste Joseph Fourier mit Hilfe eines Temperaturgradienten definiert.
Bei der Wärmeabgabe bzw. -aufnahme hat die Masse des Körpers einen direkt proportionalen Einfluss, so dass die Wärme mit (m: Masse in kg, Q: Wärme in kJ, c: Wärmekapazität, T: Temperaturdifferenz in Kelvin oder Grad Celsius) berechnet werden muss.
