Wärme, Molekularbewegung und Energieerhaltung

Zusammenfassung

Ein Buch rutscht über den Tisch, wird langsamer und kommt schließlich zur Ruhe. Energie scheint verschwunden zu sein, aber das Buch und der Tisch sind dabei etwas erwärmt worden. Wir pumpen einen Fahrradreifen auf. An der Pumpe wird eine beachtliche Arbeit verrichtet, ohne daß sie in einer der bisher untersuchten Formen der mechanischen Energie in Erscheinung tritt. Aber die Luft im Reifen, der Reifen selbst und besonders die Pumpe werden dabei erwärmt. Wir zerkleinern etwas Eis in einem Beutel, indem wir mehrfach mit dem Hammer daraufschlagen. Wieder wird Arbeit verrichtet, man erhält aber keine Temperaturerhöhung. Es zeigt sich jedoch, daß etwas Eis durch das Schlagen geschmolzen ist. Man könnte eine lange Liste ähnlicher Fälle aufzählen, in denen die an einem System verrichtete Arbeit nicht mit den Änderungen der mechanischen Energie des Systems im Gleichgewicht zu stehen scheint. Die mechanische Energie scheint zu verschwinden. Doch gilt für alle solchen Fälle: Wenn wir genau genug beobachten und sorgfältig genug messen, dann stellen wir fest, daß sich andere Eigenschaften des Systems geändert haben. Wir werden zeigen, daß diese Änderungen auf andere Formen der Energie, als wir sie bisher betrachtet haben, bezogen werden können. Es wird sich zeigen, daß (unter Einschluß dieser zusätzlichen Energieformen) die Vorstellung, daß die Energie erhalten bleibt, beibehalten werden kann. Es soll mit einem einfachen System begonnen werden, einem Gas.