Statistisches Ensemble und Postulate der statistischen Thermodynamik

Zusammenfassung

Bei der Betrachtung der kinetischen Gastheorie konnten wir demonstrieren, dass man in der Lage ist, makroskopische Vielteilchensysteme auf der Basis ihrer molekularen Eigenschaften zu verstehen und zu beschreiben. Die Erfolge dieser Theorie lassen darauf hoffen, dass auch weitere Erkenntnisse aus einer statistischen Theorie gewonnen werden können.

Die Aufgabe der statistischen Thermodynamik ist es, molekulare Theorien und Interpretationen über die Gleichgewichtseigenschaften makroskopischer Systeme zu liefern. Das Ziel ist somit, makroskopische (messbare) Größen aus mikroskopischen Eigenschaften zu berechnen, wobei die zu einer solchen Beschreibung zur Verfügung stehenden Grundgrößen mechanische Größen wie Druck, Energie, Volumen oder die Anzahl der Moleküle sind. Diese mechanischen Größen können vollständig auf Basis der klassischen Mechanik definiert werden. Aus diesen mechanischen Größen sollen dann nichtmechanische Größen wie Temperatur, Entropie, chemisches Potenzial, Enthalpie usw. abgeleitet werden.

Dieses und die folgenden Kapitel gehen über den Umfang einer einführenden Vorlesung in die Thermodynamik hinaus. Nahezu die gesamte moderne Literatur zur Statistischen Thermodynamik geht vom Hamilton-Prinzip und von der Hamilton- Theorie aus, die in der Regel in der Chemie und den Ingenieurwissenschaften nicht gelehrt wird. Die Abschnitte zur Statistischen Thermodynamik in diesem Buch umgehen diese Begriffe und sollen auf diese Weise einen Zugang zu dieser interessanten und wichtigen Theorie ermöglichen.