In diesem Abschnitt wollen wir die Eigenschaften der Entropie untersuchen. Wir betrachten dazu zwei Makrozustände
(initial) und
(final). Für die Entropieänderung erhalten wir allgemein
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Skizze einer Apparatur zur Messung der Entropie. Mit
dem Widerstand
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Gleichung (4.189) zeigt, wie Entropiedifferenzen gemessen werden können. Wir nehmen an, dass sich das System im
Gleichgewicht bei der Temperatur befindet. Nun wird mit dem Widerstand die Wärmemenge
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(4.466) |
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Links ist
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Links ist
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Links ist
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Da die Entropie als
geschrieben werden kann, hängt die Entropie eindeutig vom Makrozustand des
Systems ab, wenn wir das Phasenraumvolumen auf
fixieren. Bei einer klassischen Betrachtung würde
gelten
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Wir nehmen nun an, dass der niedrigste mögliche Energiegehalt eines Systems sei. Diese niedrigste Energie
entspricht der Nullpunktsenergie in der Quantenmechanik. Für die folgende Betrachtung ist nicht wichtig, woher
rührt, sondern dass sie existiert. Für
gilt
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(4.467) |
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(4.469) |
3. Hauptsatz (strenge Form)
Wenn ![]() ![]() Max Planck |
Es gibt nun Systeme (zum Beispiel Gläser), die bei in metastabile Zustände mit praktisch unendlicher
Lebensdauer geraten. Diese metastabilen Systeme sind nicht im Grundzustand, deshalb ist
.
3. Hauptsatz (engere Form)
Für ![]() ![]() ![]() ![]() |
Die Wärmekapazitäten von Stoffen hängen mit der Entropie zusammen. Aus
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(4.470) |
Dieser Stoff wurde am 25. 06. 2007 behandelt |
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Materialien
Folien zur Vorlesung am 25. 06. 2007 PDF |
Wir hatten früher den Wirkungsgrad von Wärmekraftmaschinen abgeleitet:
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(4.471) |
Analog gilt für Kältemaschinen:
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(4.472) |
Kann man den Temperaturnullpunkt mit einer Kältemaschine erreichen? Für
gilt
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Das heisst, es muss immer mehr mechanische Energie in ein System gesteckt werden, um die Temperatur weiter zu erniedrigen. Da diese Energie divergiert, muss
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Mit einer Kältemaschine ist der absolute Temperaturnullpunkt nicht erreichbar. |
Dies ist eine alternative Fassung des dritten Hauptsatzes.
Bemerkung:
Es gilt auch
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Othmar Marti