@perttivalkonen Mal der Reihe nach
;)Also
perttivalkonen schrieb:Gewiß, auf einer graphischen Darstellung, bei der 0°K durch einen Punkt auf der Achse dargestellt wird, existiert ein graphischer Bereich jenseits der 0°K. Aber der ist keine Realität, sondern ein Artefakt der Art der graphischen Darstellung. E
Das Problem besteht in der Vermischung zweier Definitionen, der Temperatur Die Definition über die kinetische Energie der Teilchen und über die Statistische Verteilung der Energie.
Die graphische Darstellung ist gar nicht der Punkt. Der springende Punkt ist die Definition dessen, was dargestellt wird. Wenn man Temperatur als Durchschnitt der kinetischen Energie definiert, und den Nullpunkt dahin legt, wo alles in Ruhe ist, dann ist eine negative Temperatur in der Tat eine sinnlose Angabe, da es in der Realität nichts gibt, was diesem Wert entsprechen könnte. Ruhiger als ruhig geht nicht.
Wenn ich allerdings Temperatur als Parameter definiere, der bestimmt, wie sich Teilchen auf Energieniveaus verteilen, dann kann eine negative durchaus einen Sinn bekommen.
Temperatur ist eben nicht der Durchschnitt der Temperaturen der einzelnen Teilchen, sonder ist nur für das gesamte System definiert. Die Teilchen werden nicht mit einer Temperatur von 100 °C versehen, sondern das gesamte system ist durch diesen Wert gekennzeichnet.
Was dieser Wert einem sagen soll, hängt von der Definition der Temperatur ab.
In einem "normalen" Wasserkessel mit 100 Verteilen sich die Energien entsprechend Boltzman. Also wenige Teilchen haben ganz viel Energie, viele Teilchen haben "wenig" Energie.
Wenn ich jetzt Energie zuführe, also die Temperatur erhöhe, ändert sich daran nichts, weil die Teilchen beliebig hohe Energien annehmen können. Es gibt nach obe keine Grenze. Entsprechend ändert sich nichts. Viele Teichen mit wenig Energie, wenig Teilchen mit viel Energie. Wobei es bei der Temperatur immer um einen Durchschnitt der Energien geht. Teilchen haben Energie, das System hat Temperatur.
In diesen Beispielen ist die Temperatur immer positiv, wie sie immer positiv ist, wenn viele Teilchen wenig Energie haben, und wenig Teilchen viel Energie.
Und nun die zentrale Frage, was passiert wenn viele Teilchen viel Energie haben und wenig Teilchen wenig Energie.
Dann muss sich in der Verteilungsfunktion was geändert haben. In der Formel hat sich ein Vorzeichen geändert um die Verteilung auf den Kopf zu stellen.
Die nächste Frage ist, wie soll das in einem Dampfkessel gehen ?
Antwort, in einem natürlich Dampfkessel geht das nicht, da die Höhe der Energiezustände nach oben nicht begrenzt ist. Wenn ich Energie zuführe, können die Teilchen immer auf höhere Zustände ausweichen.
Was passiert, wenn ich aber die Höhe der Zustände nach oben begrenze ?
Dann können die Teilchen nicht mehr auf höhere Zustände ausweichen.
Die Energie, die ich zugeführt habe muss aber irgendwo geblieben sein . Die Folge dieses Energiedeckels kann dann nur sein, dass es viele Teilchen mit viel Energie geben muss, und wenig mit wenig Energie, sonst gebe nie Summe aller Teilchenenergien nicht mehr die Energie, die ich in den Kessel reingesteckt hab. Ich hab die Verteilung damit auf den Kopf gestellt, und wenn die Temperatur die Verteilung der Energie beschreibt ist sie jetzt negativ.
Die Teilchen haben immer nur Energien und das System hat die Temperatur.
perttivalkonen schrieb:Ähm, wenn ich eine Sache konstant mit Energie versorge, zugleich aber dafür sorge, daß 100°C nicht überschritten werden, frag ich mich, was wohl mit der zugefügten Energie passiert. Klar werden die Moleküle mehr und mehr gen 100°C gepusht!
Es wird nicht dafür gesorgt, dass die Temperatur nicht über 100 steigt, sondern dass die die Teilchen eine Energieobergrenze nicht überschreiten können.
Teilchen haben nur Energie, das System hat die Temperatur.
Sorry für die wall of text, ... ich hoffe (ich=Resi_n), dass sie den "Denkfehler" erklärt, den ich selbst gemacht hatte ...
Edit: nur Rechtschreibfehler korrigiert ....
