1. Bewegung, die man Wärme nennt
04. Dezember 2008
oClausius
o Helmholtz
o Boltzmann
o Thermodynamik
Fabian Abel, Matthias Knoll
2. Rudolf Julius Emanuel Clausius
* 2. Januar 1822 in Köslin ab 1855 an der ETH in Zürich
formuliert den 2. Hauptsatz der Thermodynamik
Gymnasium in Stettin bis 1840
1867 Würzburg; 1869 bis zum Lebensende in Bonn
Mathematik und Physik an der Universität Berlin
erste Frau stirbt bei Geburt des sechsten Kindes 1875
Doktor der Philosophie in Halle (1847)
1886 erneute Ehe
bis 1850 Friedrichwerderschen Gymnasium in Berlin
danach:
Professor an der Königlichen Artillerie- und Ingenieurschule
Privatdozent an Berliner Universität
†24.August 1888
3. Entropie
“Die Entropieänderung ist gleich der Wärmeänderung durch Austausch mit der Umgebung,
dividiert durch die jeweilige Temperatur“
thermodynamische Größe, mit der Wärmeübertragungen und irreversible
Vorgänge in thermodynamischen Prozessen rechnerisch erfasst und
anschaulich dargestellt werden können.
1859 gab der preußische Physiker Rudolf Clausius diesem Sachverhalt den
Namen Entropie. Entropie ist ein Maß für den Grad der Unzulänglichkeit
von Energie. Je größer die Entropie, zu desto weniger läßt sich die Energie
benutzen. ... Wird in einem System Energie umgesetzt, wächst in ihm die
Entropie.
aus: Nørretranders, Tor: Spüre die Welt – Die Wissenschaft des Bewußtseins. rororosciencesachbuch 60251, Rowohlt Taschenbuch
Verlag, Reinbeck bei Hamburg, 1997
4. Zitate
„Die Energie der Welt ist
konstant. Die Entropie der Welt
strebt einem Maximum zu.“
„Theenergy of
theworldisconstant.
Itsentropytends to a
maximum.“
Quoted in A. L. Mackay, Dictionary of
ScientificQuotations (London 1994)
5. Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz
* 31. August 1821 in Potsdam 1849 – 1855 Professor für Physiologie und Pathologie
besuchte die „große Stadtschule“ (Gymnasium )
danach übernahm er den Lehrstuhl für Anatomie und
Vater war dort Direktor
Physiologie in Bonn
studierte Medizin am Friedrich-Wilhelm-Institut in Berlin
dadurch verpflichtet zu anschließendem 8-Jährigen ab 1858 Lehrstuhl für Physiologie in Heidelberg
Militärdienst
Antritt 1843 als Militärarzt Mitglied der Preußischen Akademie der Wissenschaften
1848 auf Empfehlung Alexander von Humboldts vorzeitig 1871 Professor für Physik an der Universität Berlin
entlassen
bis 1849 unterrichtet er an Berliner Kunstakademie Erster Präsident der neu gegründeten Physikalisch-
Technischen Reichsanstalt (von 1888 bis zu seinem Tod)
† 8. September 1894 in Charlottenburg
6. Zitate
"Jedoch das Gebiet, welches der unbedingten Herrschaft
der vollendeten Wissenschaft unterworfen werden kann,
ist leider sehr eng, und schon die organische Welt entzieht
sich ihm größtenteils“
aus: Antwortrede, gehalten am 9. August 1886 in der Aula der
Universität zu Heidelberg. Rostock, Adler's Erben, 1886, S. 318
7. Zitate
"Das Endziel der Naturwissenschaft ist, die allen Veränderungen
zugrundeliegenden Bewegungen und deren Triebkräfte zu finden,
also sich in Mechanik aufzulösen.“
aus: H. Helmholtz, „Über die Entwicklungsgeschichte der neueren Natuwissenschaften“
8. Ludwig Boltzmann
* 20. Februar 1844 in Wien ab 1869 Professor für mathematische Physik in Graz
Vater Steuerbeamter, stirbt 1859 an Tuberkulose auch 1871 Boltzmann arbeitet für Helmholtz in Berlin
beide Geschwister sterben sehr jung
1890 in München Professor für theoretische Physik
privater Unterricht durch Hauslehrer
erlernt das Klavierspiel von Anton Bruckner
Reisen in die USA (1899,1904,1905), Leipzig(1900)
ab 1855 besuchte er das Linzer Gymnasium
† 5. September 1906 in Duino bei Triest
1863 Abitur mit Auszeichnung
Studium der Physik an der Wiener Universität
Promotion 1866
9. Zitate
„To gostraight to thedeepestdepth, I wentfor
Hegel; whatunclearthoughtlessflow of words
I was to find there! My
unluckystarledmefrom Hegel to
Schopenhauer ... Even in Kant
thereweremanythingsthat I couldgrasp so
littlethatgiven his generalacuity of mind I
almostsuspectedthat he was
pullingthereader's leg or was even an
imposter.“
Quoted in D Flamm. Stud. Hist. Phil. Sci. 14
(1983) 257.
10. „S = k log “
Sogar eine
einzelne Grafik,
Ist in seinen Grabstein auf dem „A mathematician will
wie ein
Zentralfriedhof in Wien eingraviert recogniseCauchy, Gauss, Jacobi or
Diagramm,ihm gefundene
– die von kann Helmholtz afterreading a fewpages, just
grundlegende Abhängigkeit
im as musiciansrecognise,
Breitbildformat fromthefirstfewbars, Mozart,
aussagekräftiger Beethoven or Schubert.“
dargestellt
werden. Quoted in A Koestler, TheAct of Creation
Quelle: http://www-gap.dcs.st-and.ac.uk/%7Ehistory/Quotations/Boltzmann.html
11. Boltzmann war seiner Zeit weit
voraus, viele Physiker
einschließlich Max-Plancks
akzeptierten noch keine
Sogar eine Jedes zu seiner Zeit aktuelle
Wahrscheinlichkeitsinterpretation
einzelne Grafik, physikalische Problem
grundlegender physikalischer
wie ein
Gesetze wurde von ihm aufgegriffen,
Diagramm, kann insgesamt 139 Werke
im
Vielseitiger Forscher, auch rein
Breitbildformat
mathematischer Titel wie z.B. zur
aussagekräftiger der partiellen
Integration
Differentialgleichungen
dargestellt
1. Ordnung
werden.
Quelle: http://www-gap.dcs.st-and.ac.uk/%7Ehistory/Quotations/Boltzmann.html
12. Thermodynamik
Teilgebiet der klassischen Physik
Die Lehre von der Energie,
entstand im 19. Jahrhundert durch die Arbeit verrichten kann
Forschungen von James Prescott
Joule, Nicolas Léonard SadiCarnot vielseitig anwendbar
und Julius Robert von Mayer
sowie Helmholtz, Clausius und
Boltzmann historisch aus vier
Hauptsätzen aufgebaut
13. Thermodynamik
„ Nullter“ Stehen zwei Systeme jeweils mit einem dritten im thermodynamischen
Hauptsatz: Gleichgewicht, so stehen sie auch untereinander im Gleichgewicht.
(manchmal auch 4. Hauptsatz genannt)
1. Hauptsatz: Energie kann weder erzeugt noch vernichtet, sondern nur in andere
Energiearten umgewandelt werden.
2. Hauptsatz: Thermische Energie ist nicht in beliebigem Maße in andere Energiearten
umwandelbar. (sehr umfangreich)
3. Hauptsatz: Der absolute Nullpunkt der Temperatur ist unerreichbar.
Quelle: Wikipedia/Thermodynamik
14. Thermodynamik
CLAUSIUS formuliert 1850 den 2. Hauptsatz der Thermodynamik „Weitere Studien über das Wärmegleichgewicht
unter Gasmolekülen (BOLTZMANN,1872)“:
CLAUSIUS führt 1865 die Entropie ein Transportgleichung, heute Boltzmann-Gleichung
genannt (Anwendung bei Diffusion, elektrischer
CLAUSIUS und BOLTZMANN entwickeln kinetische Gastheorie
(zusammen mit Maxwell) Äthertheorie vom Tisch Leitfähigkeit und Neutronentransport)
Wärme nur noch Bewegung kleinster Teilchen
=> MATHEMATISCHER BEWEIS DES 2.HAUPTSATZES
DER THERMODYNAMIK
„Über die mechanische Bedeutung des 2. Hauptsatzes der
Wärmetheorie“ BOLTZMANN 1847 „Über die Erhaltung der Kraft“ HELMHOLTZ
während des Studiums,
1866 => Summe er Energien konstant, Begriff der
„Kraft“ muss untersucht werden
„Über die Zurückführung des 2. Hauptsatzes der mechanischen
Wärmetheorie auf allgemeine mechanische Prinzipien“ CLAUSIUS,
1871
=> Prioritätsstreit
15. Zitate
„Themostordinarythingsare to
philosophy a source of
insolublepuzzles. With infinite
ingenuityitconstructs a concept of
spaceor time and
thenfindsitabsolutelyimpossiblethatthe
rebeobjects in
thisspaceorthatprocessesoccurduringth
is time... thesource of thiskind of logic
lies in excessiveconfidence in theso-
calledlaws of thought.“ Boltzmann
Quoted in B. McGuinness, Ludwig
Boltzmann, TheoreticalPhysics and
Philosophical Problems, (Dordrecht,
1974) 64
16. Gibt es noch Fragen?
Danke für die Aufmerksamkeit!