Lexikon der Biologie

Wärme



Die Wärmeenergie (Wärmemenge) ist die Summe der Bewegungsenergie (kinetischen Energie) bzw. Schwingungsenergie aller Atome/Moleküle in Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern. Führt man einem thermodynamischen System (Thermodynamik) Wärmeenergie zu, kommt es zum Temperaturanstieg durch Erhöhung der Teilchengeschwindigkeit (Wärmebewegung, Brownsche Molekularbewegung) und Wärmeausdehnung. Die Wärmeenergie unterliegt, wie alle Energiearten, dem Gesetz von der Erhaltung der Energie (Energieerhaltungssatz). Sie kann aus anderen Energieformen (z.B. elektrischer, mechanischer oder chemischer Energie) gewonnen und in technischen Prozessen fast restlos in diese überführt werden:

Q = cAmT,

wobei Q = Wärmeenergie, c = spezifische Wärmekapazität des zu erwärmenden Stoffes bzw. seiner Bestandteile in J/(kgAK), m = Masse des Körpes in kg, ΔT = Temperaturdifferenz, mit der Q erzeugt wird, in Kelvin (K). Die SI-Einheit der Wärmeenergie ist das Joule.

Für Organismen stellt Wärmeenergie praktisch ein Abfallprodukt der Stoffwechselprozesse dar (Muskelkontraktionen, Stoffumsetzungen unter weitgehender Erhaltung der gespeicherten chemischen Energie, Oxidationen zur Bereitstellung von Reduktionsäquivalenten bzw. energiereicher Phosphate [energiereiche Verbindungen]). Der Mensch als homoiothermer Organismus (Warmblüter mit möglichst konstanter Körpertemperatur) kann die im Stoffwechsel erzeugte Wärmeenergie zur Temperaturregulation nutzen, wenn die Umgebungstemperatur unter der optimalen Körpertemperatur liegt. Im umgekehrten Fall muß dem Körper durch Verdunstung von Schweiß (schwitzen) Wärmeenergie entzogen werden. Die Produktion von Wärmeenergie als Hauptzweck einer Stoffwechselreaktion ist die sog. zitterfreie Thermogenese. Atmungskette, Atmungswärme.

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