Lexikon der Ernährung: Wärmeenergie
Wärmeenergie, Wärmemenge, Ethermal energy, heat energy, die Summe der Bewegungsenergie (kinetischen Energie) bzw. Schwingungsenergie aller Atome / Moleküle in Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern. Führt man einem thermodynamischen System (Thermodynamik) W. zu, kommt es zum Temperaturanstieg durch Erhöhung der Teilchengeschwindigkeit (brownsche Molekularbewegung, Wärmebewegung) und Wärmeausdehnung. Die W. unterliegt, wie alle Energiearten, dem Gesetz von der Erhaltung der Energie. Sie kann aus anderen Energieformen (z. B. elektrischer, mechanischer oder chemischer Energie) gewonnen und in technischen Prozessen (Wirkungsgrad) fast restlos in diese überführt werden:
Q = c × m × ΔT
wobei Q = Wärmeenergie, c = spezifische Wärmekapazität des zu erwärmenden Stoffes bzw. seiner Bestandteile in J / kg × K, m = Masse des Körpes in kg, ΔT = Temperaturdifferenz, mit der Q erzeugt wird in Kelvin (K) = t2–t1. Die SI-Einheit der W. (Q) ist die das Joule.
Für Organismen stellt W. praktisch ein Abfallprodukt der Stoffwechselprozesse dar (Muskelkontraktionen, Stoffumsetzungen unter weitgehender Erhaltung der gespeicherten chemischen Energie, Oxidationen zur Bereitstellung von Reduktionsäquivalenten bzw. energiereichen Phosphaten). Der Mensch als homoiothermer Organismus (Warmblütler mit möglichst konstanter Körpertemperatur), kann die im Stoffwechsel erzeugte W. zur Temperaturregulation nutzen, wenn die Umgebungstemperatur unter der optimalen Körpertemperatur liegt; im umgekehrten Fall muss dem Körper durch Verdunstung von Schweiß W. entzogen werden. Die Produktion von W. als Hauptzweck einer Stoffwechselreaktion ist die sog. zitterfreie Thermogenese.
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