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Phänomenologische Begründung der Thermodynamik

  • Matthias BartelmannEmail author
  • Björn Feuerbacher
  • Timm Krüger
  • Dieter Lüst
  • Anton Rebhan
  • Andreas Wipf
Chapter

Zusammenfassung

Dieses Kapitel führt die wesentlichen Konzepte der Thermodynamik und ihre Axiome auf eine Weise ein, die keinen Bezug zur mikroskopischen Natur der Materie nimmt. Es folgt damit in Abschn. 1.1 zum einen der historischen Entwicklung, welche die Thermodynamik ausgehend von den Begriffen „warm“ und „kalt“ über das Bedürfnis, Wärmekraftmaschinen zu verstehen, bis hin zur Formulierung ihrer sogenannten Hauptsätze genommen hat. Zum anderen zeigt es in Abschn. 1.2, wie und warum die Thermodynamik axiomatisch aufgebaut werden kann, ohne eine präzise Vorstellung vom Aufbau der Materie zu haben.

Zentral in diesem Kapitel sind die drei Hauptsätze, die aus historisch-konventionellen Gründen mit null beginnend nummeriert werden und die als Axiome der Thermodynamik gelten können. Der nullte Hauptsatz (Abschn. 1.3) definiert den physikalischen Temperaturbegriff, der erste Hauptsatz (Abschn. 1.6) legt fest, wie verschiedene Formen von Energie ineinander umgewandelt werden können, und der zweite Hauptsatz klärt anhand des Begriffs der Entropie, welche dieser Umwandlungen überhaupt physikalisch möglich sind (Abschn. 1.7 und 1.8).

Wie verhalten sich physikalische Systeme aus sehr vielen Teilchen? Wie können Temperatur und Wärme physikalisch beschrieben werden? Wie arbeiten Wärmekraftmaschinen? Welche physikalischen Vorgänge können spontan ablaufen, welche nicht? 

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Authors and Affiliations

  • Matthias Bartelmann
    • 1
    Email author
  • Björn Feuerbacher
    • 2
  • Timm Krüger
    • 3
  • Dieter Lüst
    • 4
  • Anton Rebhan
    • 5
  • Andreas Wipf
    • 6
  1. 1.Universität HeidelbergHeidelbergDeutschland
  2. 2.HeidenheimDeutschland
  3. 3.University of EdinburghEdinburghGroßbritannien
  4. 4.Ludwig-Maximilians-Universität MünchenMünchenDeutschland
  5. 5.Technische Universität WienWienÖsterreich
  6. 6.Friedrich-Schiller-Universität JenaJenaDeutschland

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