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Die innere Energie

Ein Kolben mit Gas steht still auf dem Tisch — und steckt trotzdem voller Energie. Wo sitzt sie?

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Was im System steckt

Klicke alles an, was zur inneren Energie des Gases im Kolben gehört (oder Tab und Enter). Prüfe dann mit dem Knopf im Balken.

Was zählt zur inneren Energie?

Halte fest: Zur inneren Energie zählt nur, was in den Teilchen und zwischen ihnen steckt — nicht die Bewegung oder Lage des ganzen Kolbens.

  • System:der betrachtete Stoff, z. B. das Gas im Kolben — alles andere ist Umgebung.
  • Innere Energie \(U\):Summe aller Energien der Teilchen im System — Bewegung, Schwingung, Bindungen, Anziehung.
  • Nicht dazu:Bewegung und Lage des Systems als Ganzes.
  • Messbar?Der Absolutwert von \(U\) nicht — nur die Änderung \(\Delta U\).
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Systeme und Energieaustausch

  • Offenes System:tauscht Stoff und Energie mit der Umgebung aus (offenes Becherglas).
  • Geschlossenes System:tauscht nur Energie aus (verschlossener Kolben).
  • Isoliertes System:tauscht weder Stoff noch Energie aus — \(U\) bleibt konstant.
  • Reaktion:Edukte und Produkte haben verschiedene innere Energien.
Merke

Änderung der inneren Energie: \(\Delta U = U_{\text{Ende}} - U_{\text{Anfang}}\)

  • \(\Delta U < 0\):das System gibt Energie an die Umgebung ab.
  • \(\Delta U > 0\):das System nimmt Energie aus der Umgebung auf.
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Allgemeine Hinweise

Nicht die ganze Energie

Ein fahrender Wagen mit Kolben hat mehr Energie, aber nicht mehr innere Energie: \(U\) hängt nur vom Zustand der Teilchen ab.

Vorzeichen aus Sicht des Systems

Gibt das System Energie ab, ist \(\Delta U\) negativ — auch wenn es in der Umgebung wärmer wird.

Erst das System festlegen

Vor jeder Energiebetrachtung notieren: Was ist System, was Umgebung, und welcher Systemtyp liegt vor?

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