Wärmewirkung

Wärmewirkung bezeichnet die Umwandlung von Energie in Wärme, die entsteht, wenn Energie durch Strahlung, Teilchen oder mechanische Arbeit in ein Medium übertragen wird und dort die innere Energie erhöht. Typischerweise führt diese Übertragung zu einem Temperaturanstieg gemäß Q = m c ΔT, wobei Q die zugeführte Wärmemenge, m die Masse und c die spezifische Wärmekapazität ist.

Ursachen der Wärmewirkung sind vielfältig. Elektromagnetische Strahlung kann durch Absorption direkt in Wärme umgewandelt werden (Photothermie); Mikrowellen- oder Laserheizung nutzen die Wechselwirkung der Felder mit Molekülen oder Materialien. Elektrischer Widerstand führt zu Joule-Heizung, bei der I^2R-Verluste Wärme erzeugen. Ionisierende Strahlung wie Gamma- oder Röntgenstrahlung kann Energie in Gewebe oder Materialien abgeben und dort zu Erwärmung führen. Auch exotherme chemische Reaktionen setzen Wärme frei.

Die Stärke der Wärmewirkung hängt von Faktoren ab wie der Absorptionseigenschaft des Materials (Absorptionskoeffizient, Eindringtiefe), der Intensität der Energiequelle, der Fläche der Aufnahme und der Wärmekapazität des Mediums. Wärme breitet sich durch Leitung, Diffusion und Konvektion aus; zeitlich kann es zu lokalen oder transienten Temperaturänderungen kommen.

Anwendungen reichen von industrieller Wärmebehandlung, Trocknung und Erwärmung in der Lebensmittelverarbeitung bis hin zur medizinischen Hyperthermie, bei der Gewebe kontrolliert erwärmt wird. Sicherheits- und Umweltaspekte betreffen die Vermeidung ungewollter Erwärmung sowie den Schutz vor schädlicher Strahlung.