Teilchenmodell

Große technische Bedeutung hat in der Thermodynamik die Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Energie. Solche Umwandlungsprozesse finden bspw. in Kraftwerken zum Antrieb von Generatoren zur Stromerzeugung oder in Motoren von Automobilen zum Antrieb der Räder statt. Während in Kraftwerken zum Beispiel Kohle verbrannt und die dabei freigesetzte Wärme zur Umwandlung genutzt wird, wird in Verbrennungsmotoren Diesel, Benzin oder Erdgas zur Wärmefreisetzung verwendet. Zentrales Modell zur Beschreibung von solchen thermodynamischen Vorgängen ist das Teilchenmodell, das im Folgenden näher vorgestellt werden soll. Dabei soll das Teilchenmodell ausschließlich vor dem Hintergrund der Thermodynamik erläutert werden.

Wie im Kapitel "Aufbau der Stoffe" ausführlich beschrieben, bestehen Stoffe aus einzelnen Atomen oder ganzen Atomgruppen (auch Moleküle genannt). Im Allgemeinen bezeichnet man solche atomare Einheiten auch als Teilchen. Man stellt sich die Materie also aus unzählig vielen Teilchen aufgebaut vor. Diese Vorstellung über den Aufbau der Materie bezeichnet man dann als Teilchenmodell

Aggregatzustaende, Teilchenmodell, Wasser, O2, H2O, H

Abbildung: Teilchenmodell

Mit Hilfe des Teilchenmodells kann anschaulich erklärt werden, weshalb sich ein Körper je nach Temperatur unterschiedlich verhält bzw. seine Struktur ändert. Je nachdem wie stark oder schwach die Bindungskräfte zwischen den einzelnen Teilchen eines Stoffes sind, unterscheidet man klassischerweise drei sogenannte Aggregatzustände:

  • fest,
  • flüssig und
  • gasförmig.

In den nachfolgenden Abschnitten werden diese Aggregatzustände vor dem Hintergrund des Teilchenmodells näher erläutert.

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