4.

Wärmeeinheiten

In der Wissenschaft wird die Wärmemenge in den gleichen Einheiten wie Energie und Arbeit, namentlich in Joule ausgedrückt. Eine überholte Einheit ist die Kalorie. Im Prinzip ist das Joule die Arbeit, die verrichtet wird, wenn eine Kraft von einem Newton einen Gegenstand um einen Meter verschiebt. Im Maschinenbau wird in den Vereinigten Staaten und in Großbritannien Wärme in Britischen Wärmeeinheiten oder Btu (= British thermal unit) gemessen. Eine britische Wärmeeinheit ist die benötigte Wärmemenge, um 1 lb (= britisches Pfund) Wasser um 1 °F (= Fahrenheit) zu erwärmen und entspricht etwa einem Kilojoule. Mechanische Energie kann durch Reibung in Wärme umgewandelt werden. Gemäß dem Energieerhaltungsgesetz erscheint die gesamte mechanische Arbeit, die Reibungswärme erzeugt, als Energie in den Körpern, auf die die Arbeit gerichtet ist. Diese Tatsache wurde erstmals in einem Experiment von Joule schlüssig bewiesen. Er erwärmte Wasser in einem geschlossenen Gefäß durch rotierende Schaufelräder. Dabei fand er heraus, dass der Anstieg der Wassertemperatur proportional zu der Arbeit war, die für das Drehen der Räder aufgewendet wurde.

Wenn Wärme in mechanische Energie umgewandelt wird, wie z. B. in der Verbrennungskraftmaschine, gilt das Gesetz der Energieerhaltung auch. In jeder Maschine geht jedoch ein Teil der Energie in Form von Wärme verloren, da keine Maschine einen Wirkungsgrad von 100 Prozent hat.