Wärmegehalt

Wärmegehalt bezeichnet in der Thermodynamik die Gesamtmenge an thermischer Energie, die ein System besitzt oder aufnehmen kann. Er hängt von Temperatur, Aggregatzustand, chemischer Zusammensetzung und Struktur ab und umfasst sowohl sensible als auch latente Anteile der Wärmeenergie.

In der klassischen Thermodynamik wird der Wärmegehalt oft über die Enthalpie beschrieben. Die Enthalpie H ist definiert als H = U + pV, wobei U die innere Energie und pV die Druck-Volumen-Arbeit darstellt. Unter konstantem Druck entspricht die zugeführte Wärme ΔQ der Änderung der Enthalpie ΔH; bei konstantem Volumen entspricht sie der Änderung der inneren Energie ΔU. Damit ist der Wärmegehalt eng mit der Wärmeübertragung bei Prozessen verknüpft.

Der Wärmegehalt ist nicht ausschließlich durch die Temperatur bestimmt. Phasenänderungen wie Schmelzen, Verdampfen oder Sublimation erfordern Latentwärme, die aufgenommen oder freigesetzt wird, ohne dass sich die Temperatur unmittelbar ändert. Ebenso verändert chemische Reaktionen den Wärmegehalt eines Systems.

Messung und Einheiten: Der Wärmegehalt lässt sich experimentell durch Kalorimetrie bestimmen. Übliche Größen sind der Gesamtwärmeinhalt in Joule (J) oder der spezifische Wärmeinhalt pro Masse in Joule pro Kilogramm Kelvin (J/(kg·K)). In vielen Anwendungen wird auch der Beitrag der Luftfeuchte berücksichtigt, sodass der Gesamtwärmegehalt der Luft sensible und latente Anteile umfasst.

Anwendungen finden sich in der Verfahrenstechnik, Materialwissenschaft, Chemie, Physik und Meteorologie, insbesondere bei der Modellierung von Energieströmen, Phasenübergängen und klimatischen Prozessen.