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Groups > de.sci.physik > #139839

Re: Waerme

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Stefan Ram wrote:
> 
> Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> writes:
> >Problem dabei, im Gegensatz zum Volumen kann man die Entropie
> >nicht messen, sie ist ein theoretisches Konstrukt, die
> >Formel allein erklaert nicht was Waerme ist.
> 
>   Das ist ein grundsätzliches Muster: Es wird ja auch gefragt:
>   "Was ist Gravitation?".
> 
>   Die Physik beschreibt aber nur, sie erklärt nicht.
> 
>   Vielleicht kann man aber in einer Beschreibung auch eine Art
>   von Erklärung sehen?
> 
>   Phänomene in nicht-fundamentalen Theorien lassen sich oft auf
>   fundamentalere Theorien zurückführen. Das wird oft unter einer
>   Antwort auf die Frage "Was ist ...?" verstanden.
> 
>   Aber bei fundamentalen Theorien geht dies natürlich nicht mehr.
>   Da bleibt dann nur noch die Beschreibung.
> 
>   Bei der Thermodynamik gibt es die "phänomenologische
>   Thermodynamik" und die "statistische Thermodynamik".
> 
>   Meine Antwort folgte dem Geist der phänomenologischen
>   Thermodynamik, und ich sehe diese als eine geschlossene
>   Theorie an, die nicht der statistischen Thermodynamik
>   bedarf. Daher würde ich zunächst einmal versuchen, die
>   Entropie im Rahmen der phänomenologischen Thermodynamik
>   zu erklären.

Aus Wikipedia:
-------
Mit den Experimenten von Robert Mayer und James Prescott Joule wurde Anfang der 1840er 
Jahre gezeigt, dass die mechanisch erzeugte Wärme in einem festen Verhältnis zur 
aufgewendeten mechanischen Arbeit steht. Dies war die Grundlage für den 1847 von 
Hermann von Helmholtz allgemein formulierten Energieerhaltungssatz, also den 
ersten Hauptsatz der Thermodynamik. Seitdem hat der physikalische Begriff 
Wärme die Bedeutung einer Energie.

Weitere 20 Jahre später stellte dann Rudolf Clausius fest, dass bei einer 
Übertragung der Energieform Wärme auch eine zweite mengenartige Größe fließen 
muss. Diese Größe, die er auch quantitativ definierte, sah er als die Ursache 
für die "Disgregation" eines festen Körpers beim Schmelzen an und nannte sie 
Entropie.[8][9] Wie von Wilhelm Ostwald 1908 sowie Hugh Longbourne Callendar 
1911 herausgearbeitet, entspricht die Entropie bei Clausius dem calorique 
bei Lavoisier und Carnot.
-------

Wie kommt Clausius, auf die zweite mengenartige Groesse ?


>  Diejenigen, welche eine Zurückführung auf
>   etwas "Fundamentaleres" suche, werden aber vielleicht
>   mit einer statistischen Erklärung der Entropie zufrieden-
>   gestellt sein.
> 
>   Phänomenologisch würde ich es so sehen, daß manche schon
>   bevor der Begriff "Entropie" eingeführt wurde, in der
>   "Wärme" eine "Substanz" sahen, die sie "Caloricum" nannte.
>   Dies kann man leicht nachvollziehen, wenn man daran denkt,
>   daß beim Kontakt eines heißen Körpers mit einem kalten
>   die Wärme anscheinend (zumindest teilweise) vom heißen zum
>   kalten Körper wandert. Die Temperaturdifferenz ist also
>   anscheinend wie eine Kraft, welche einen Transport bewirkt.

Man kann ein elektrisches Analogon verwenden, Kondensatoren und Widerstaende.
Die Ladung im Kondensator entspricht der Waermeenergie, die Spannung
am Kondensator entspricht der absoluten Temperatur, der Widerstand dem 
Waermewiderstand.
Wenn ich jetzt zwei gleiche Kondensatoren habe, der eine ist geladen,
der andere nicht und ich verbinde sie ueber einen Widerstand,
dann haben wenn man lang genug wartet am Ende beide die halbe
Spannung, die der geladene vorher hatte, die Ladung ist erhalten geblieben,
aber die Haelfte der gespeicherten Elektrischen Energie ist weg...

Waermeenergie wird gemessen in Joule, Entropie wird gemessen in Joule/Kelvin.
Im elektrischen Analogon waeren das Coulomb/Volt, also das gleiche wie 
die Kapazitaet. Im obigen Beispiel hat die sich verdoppelt, aber das ist trivial.

> 
>   Durch verschiedene Experimente und deren Interpretation
>   konnte man dann eben diese Begriffe einer "Temperaturkraft"
>   und einer "Wärmesubstanz" zu den heutigen Begriffen
>   "Temperatur" und "Entropie" präzisieren.
> 
>   Man kann sich die Entropie also als eine Art von
>   "Wärmesubstanz" vorstellen, die durch Temperaturunterschiede
>   (also Potentialdifferenzen) bewegt werden kann.

Aber die Waermeenergie tut das auch...
Das muss man also wirklich praezisieren.


> 
>   Statistisch gesehen ist die Entropie eines Makrozustandes
>   der Logarithmus der Zahl seiner Mikrozustände. Es muß er
>   Logarithmus sein, damit sich die Entropie bei der
>   Zusammenfassung zweier System oder Makrozustände additiv
>   verhält, denn die Zahlen der Mikrozustände werden bei einer
>   solchen Zusammenfassung ja multipliziert. Damit kann man
>   statistisch sagen, daß die Entropie eines Makrozustandes
>   die Unkenntnis des Mikrozustandes ausdrückt, also
>   Information (fehlende Information). Die Entropie eines
>   Bitspeichers in einem unbekannten Zustand ist beispielsweise
>   k ln 2, mit der Boltzmannkonstanten k. "2", weil es eben
>   hier zwei Mikrozustände gibt.

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Re: Waerme Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2022-01-25 09:04 +0100
  Re: Waerme Thomas Heger <ttt_heg@web.de> - 2022-01-26 07:41 +0100
  Re: Waerme Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2022-01-26 09:38 +0100
    Re: Waerme Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2022-01-27 12:34 +0100
      Re: Waerme Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2022-01-31 12:06 +0100
        Re: Waerme Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2022-01-31 13:31 +0100
          Re: Waerme Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2022-01-31 18:04 +0100
        Re: Waerme Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2022-02-01 01:51 +0100
    Re: Waerme Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2022-01-31 11:47 +0100
    Re: Waerme Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2022-02-04 11:13 +0100
      Re: Waerme Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2022-02-05 12:27 +0100
        Re: Waerme Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2022-02-10 15:36 +0100
          Re: Waerme Carla Schneider <carla_sch@yahoo.com> - 2022-02-12 14:36 +0100
            Re: Waerme Thomas 'PointedEars' Lahn <PointedEars@web.de> - 2022-02-14 00:19 +0100
          Re: Waerme Rolf Bombach <rolfnospambombach@invalid.invalid> - 2022-02-14 12:33 +0100

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