Teilchenmodell und innere Energie

Festkörper:
Den relativ festen Zusammenhalt eines Festkörpers erklärt man sich im Teilchenmodell durch starke Kräfte zwischen den Atomen. Zur Veranschaulichung der Wechselwirkung zwischen den Atomen kann man sich (im übertragenen Sinn) kleine Federn zwischen den Atomen vorstellen. Diese Federn gibt es in der Realität natürlich nicht. Man bezeichnet dieses Modell eines Festkörpers das Feder-Kugel-Modell.

• Da das dreidimensionale Modell sehr unübersichtlich ist, gehen wir für eine einfachere Darstellung zu einem zweidimensionalen (flächigen) Modell über.
• Wie man indirekt aus den Versuchen zur brownschen Bewegung schließen kann, sind Atome in ständiger Bewegung, sie besitzen also kinetische Energie. Die Teilchenbewegung ist völlig regellos, so dass sich z.B. der Festkörper nicht als Ganzes in eine Richtung bewegt.
• Neben dieser "mikroskopischen" kinetischen Energie tritt in dem Festkörper aber auch noch potentielle Energie (Energie der Lage) auf. Man kann dies im Modell symbolisch an den gedehnten oder gestauchten Federn erkennen.
• Beim Festkörper bewegen sich die Atome um ihre Ruhelage. Ein Platzwechsel findet in der Regel nicht statt.

Flüssigkeiten:

• In Flüssigkeiten sind die Bindungskräfte zwischen den Atomen in der Regel kleiner als bei Festkörpern. Man kann daher die Atome gut voneinander trennen, so dass ein Platzwechsel zwischen den Atomen möglich ist: freie Verschiebbarkeit der Teilchen in einer Flüssigkeit.
  Dies ist auch ein Grund dafür, dass sich die Flüssigkeit stets der Gefäßform anpasst.
• Der Abstand zwischen den Flüssigkeitsatomen kann nur unwesentlich verringert werden: Inkompressibilität der Flüssigkeiten.

Gase:

• Bei Gasen bestehen nahezu keine Anziehungskräfte zwischen den Atomen. Die innere Energie besteht daher fast ausschließlich aus der Summe der kinetischen Energien der Atome.
• Nur beim Zusammenstoß der Gasatome treten kurzzeitig Kräfte zwischen den Stoßpartnern auf.
• Der Abstand zwischen den Atomen ist im Vergleich zu den Festkörpern und Flüssigkeiten groß. Man kann daher Gase relativ leicht zusammendrücken (komprimieren).