Spezifische Wärmekapazität — Sport, 14–17 Jahre

Verschiedene Stoffe brauchen unterschiedlich viel Energie, um ihre Temperatur zu ändern. Sport, 14–17 Jahre.

Wie schwer ein Stoff zu erwärmen ist

Die spezifische Wärmekapazität gibt an, wie viel Energie nötig ist, um 1 kg eines Stoffes um 1 °C zu erwärmen. Ein hoher Wert bedeutet viel Energie für einen kleinen Anstieg, ein niedriger Wert schnelles Erwärmen.

Warum sich Temperaturen unterschiedlich ändern

Gleich starke Heizungen erwärmen gleiche Massen aus Metall, Wasser und Luft nicht gleich schnell. Man brauchte einen fairen Vergleich, statt nur zu sagen, ein Stoff „fühlt sich heißer an“. Die spezifische Wärmekapazität verbindet Energie, Masse und Temperaturänderung.

Wasser erwärmen

Wir erwärmen 2 kg Wasser um 5 °C. Seine spezifische Wärmekapazität beträgt 4200 J/(kg °C). Schritt 1: Energie = Masse × Wärmekapazität × Temperaturänderung. Schritt 2: Energie = 2 × 4200 × 5 = 42 000 J. Ohne Wärmeverlust sind das 42 kJ.

Die Falle von Menge und Temperatur

Man könnte denken, ein größerer Temperaturanstieg brauche immer mehr Energie. Dabei wird die Masse übersehen: Einen kleinen Metallblock um 20 °C zu erwärmen, kann weniger Energie brauchen als einen großen Wassertank um 2 °C. Energie hängt gemeinsam von Masse, Stoff und Temperaturänderung ab.

Klima ausgleichen

Wasser hat eine hohe spezifische Wärmekapazität. Meere und Seen nehmen daher viel Energie auf, ohne dass ihre Temperatur stark steigt, und geben sie später langsam ab. Deshalb ändern sich Temperaturen an Küsten oft weniger stark als im Landesinneren.

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