Physikalische Chemie
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Physikalische Chemie Ob Elektrochemie oder Quantenmechanik, das Feld der physikalischen Chemie ist weit! Hier könnt ihr Fragen von A wie Arrhenius-Gleichung bis Z wie Zeta-Potential stellen.

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Alt 10.03.2003, 20:56   #1   Druckbare Version zeigen
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Beiträge: n/a
3. Hauptsatz der Thermodynamik

Hallo,

wie kann man sich erklären das es unmöglich ist den absoluten Nullpunkt mit einer endlichen Zahl von schritten zu erreichen ?

Gruss Andreas
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Alt 11.03.2003, 12:12   #2   Druckbare Version zeigen
Adam Männlich
Moderator
Beiträge: 8.039
Zunächst ist es nun mal eine experimentelle Tatsache...

Die theoretische Grundlage hierzu bereitet das Nernstche Wärmetheorem.


Gruß
Adam
__________________
Wenn jemand ein Problem erkannt hat und nichts zur Lösung des Problems beiträgt, ist er selbst ein Teil des Problems.
Adam ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.06.2013, 19:12   #3   Druckbare Version zeigen
n1stelrooy  
Mitglied
Beiträge: 12
AW: 3. Hauptsatz der Thermodynamik

Moin,
mich hat heute ein Ing mit dem ich zusammen lerne mit in seine Vorlesung genommen. Habe also kaum Vorwissen und kann mit nicht vorstellen warum der (3. Hauptsatz Thermodynamik) gelten soll, studiere sonst Mathematik. Das Nernstsche Wärmetheorem habe ich mir gerade angeguckt. Das ist aber doch noch kein Beweis, dass er gelten muss. Es ist doch nur eine Folgerung aus der Realität oder? Niemand konnte es bis jetzt falsifizieren also gilt es einfach??
Mit dem Bohrschen Atommodell kann ich es mir auch noch einigermaßen erklären. Die Temperatur eines Stoffes ist als die durschnittliche Bewegungsenergie seiner Teilchen definiert (so hab ich das in der Schule gelernt) also bei 0°K müssten die Elektronen auch stehen und alles würde in sich zusammenbrechen. Das Atommodell ist aber ja falsch. Wie kann ich mir das quantenmechanisch Vorstellen, wenn ich Bewegung in dem Sinne gar nicht mehr habe, sondern nur Aufenthaltswahrscheinlichkeiten?
Dazu auch gleich die Frage wieso ein Atom kein Perpetuum Mobile dritter Art ist? In Bohrs Atommodell ist es einfach ein Postulat, dass bestimmte Bahnen einfach strahlungsfrei sind (aber ist das nicht gerade die Definition von dem Perpetuum Mobile?). Wie läuft das aber in echt ab? Ich habe ja wieder keine Bahne sondern nur Aufenthaltswahrscheinlichkeiten (in meinem Chemiebuch waren das immer so schöne farbige Blasen), nur Bewegung gibt es ja trotzdem irgendwie, aber das Atom strahlt doch nicht dauernd und gibt Energie ab?

Wäre nett wenn mir das wer verdeutlichen kann, ist wie gesagt mein Fachbereich. Ich hab die Übungsleiterin auch gefragt (war eine Hörsaalübung, keine richtige Vorlesung) und die konnte mir das spontan nicht beantworten.
n1stelrooy ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.06.2013, 10:03   #4   Druckbare Version zeigen
Muzmuz  
Mitglied
Beiträge: 5.976
AW: 3. Hauptsatz der Thermodynamik

Hallo,

ich meine, nicht jede Bewegung ist Wärme - sondern nur die Bewegung, die mit Wärmestrahlung interferiert. Wenn die Elektronen auf strahlungsfreien Bahnen herumflitzen, sind sie aus dem Strahlungsgleichgewicht heraus. Ansonsten würde jedes Energieniveau im Atom seine eigene Temperatur haben mit der Folge von Wärmeaustausch zwischen den Niveaus, was aber nicht der Fall ist. So ist mir auch nicht bekannt, dass bei T gegen 0 die Elektronen langsamer werden oder die sich Orbitaldimensionen ändern würden. Allerdings bin ich kein Tieftemperaturphysiker....es gibt ja ziemlich abstruse Quanteneffekte bei derart niedrigen Temperaturen, die ich aber nur sehr mäßig kenne oder gar verstehe.

Dass der absolute Nullpunkt nicht erreicht werden kann ist für mich so zu erklären, dass Wärme in Summe von warm nach kalt fließt. Um von T = 0+dT auf T = 0 zu kommen, müsste die Wärmeenergie von einem Reservoir mit T < 0 aufgenommen werden können. Da es aber so ein Reservoir nicht geben kann, ist es auch Essig mit T = 0.
Muzmuz ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.06.2013, 10:30   #5   Druckbare Version zeigen
Phenylacetyl Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.000
AW: 3. Hauptsatz der Thermodynamik

Zitat:
Zitat von n1stelrooy Beitrag anzeigen
Wie läuft das aber in echt ab?
Das ist die zentrale Frage, die voraussichtlich nie beantwortet werden kann. Was wir jetzt haben sind Modelle. Da geht es nicht darum, ob ein Modell richtig oder falsch ist, sondern um den Anwendungsbereich derselben und um die Grenzen.
Phenylacetyl ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.06.2013, 17:37   #6   Druckbare Version zeigen
n1stelrooy  
Mitglied
Beiträge: 12
AW: 3. Hauptsatz der Thermodynamik

Danke für die Antworten.

Zitat:
Zitat von Muzmuz Beitrag anzeigen
Hallo,

ich meine, nicht jede Bewegung ist Wärme - sondern nur die Bewegung, die mit Wärmestrahlung interferiert.
Verständisfrage. Hatten in der Schule meine ich gesagt Interferenz ensteht nur zwischen zwei koheränten Wellen. Was bedeutet interferieren von Welle - Teilchen? Kann ich das einfach als synonym für wechselwirken benutzen an der Stelle?

Zitat:
Wenn die Elektronen auf strahlungsfreien Bahnen herumflitzen, sind sie aus dem Strahlungsgleichgewicht heraus. Ansonsten würde jedes Energieniveau im Atom seine eigene Temperatur haben mit der Folge von Wärmeaustausch zwischen den Niveaus, was aber nicht der Fall ist.
Danke, sehr gut erklärt für nicht Physiker

Zitat:
So ist mir auch nicht bekannt, dass bei T gegen 0 die Elektronen langsamer werden oder die sich Orbitaldimensionen ändern würden. Allerdings bin ich kein Tieftemperaturphysiker....es gibt ja ziemlich abstruse Quanteneffekte bei derart niedrigen Temperaturen, die ich aber nur sehr mäßig kenne oder gar verstehe.
Hehe, darum geht es mir ja dann im Endeffekt. Was bedeutet dann Temperatur auf Atomebene? Was sagen die Modelle dafür? Gibt es da etwas anschauliches?
Hab inzwischen auf Wikipedia gelesen man kann den dritten Hauptsatz Formal über Quantenstatistik beweisen. Kriegt das evtl wer zusammen? Die Mathematik sollte ich können und Spins usw aus dem Artikel kenne ich auf vom hören/sagen. Kriegt ein Physiker den Beweis aufgeschrieben? (zusammengefasst?)
n1stelrooy ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 18.06.2013, 21:32   #7   Druckbare Version zeigen
Irlanur Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.393
AW: 3. Hauptsatz der Thermodynamik

Zitat:
Was bedeutet dann Temperatur auf Atomebene?
Die Frage ist vermutlich grösser als du denkst

oder man begnügt sich mit der Antwort, dass sie gar nichts mehr bedeutet.
Irlanur ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 01.01.2019, 00:35   #8   Druckbare Version zeigen
leviathan1529 Männlich
Mitglied
Beiträge: 1
AW: 3. Hauptsatz der Thermodynamik

Hallo,
das Erreichen des absoluten Nullpunktes ist, meiner Meinung nach, nicht abhängig von einem Kontakt mit T<0 ! Vielmehr ist das Erreichen des absoluten Nullpunktes als paradox zu bewerten, denn selbst wenn ein Körper sein letztes Energiepotenzial an einen Körper mit einem niedrigeren Energiepotenzial, in diesem Fall 0 abgibt und in diesem Moment den Wert Null erreicht,würde er diese Energie sofort wieder zurück erhalten. Dieser Vorgang müsste sich dann endlos wiederholen, solange die beiden Körper Kontakt zueinander haben. Sozusagen perpetuum mobile
leviathan1529 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 01.01.2019, 20:08   #9   Druckbare Version zeigen
chemiewolf Männlich
Mitglied
Beiträge: 22.353
AW: 3. Hauptsatz der Thermodynamik

Zitat:
Zitat von leviathan1529 Beitrag anzeigen
T<0
was soll das denn sein?
__________________
The State Senate of Illinois yesterday abandoned its Committee on Efficiency and Economy for reasons of 'efficiency and economy'.
De Moines Tribune, 6 February 1955
chemiewolf ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 02.01.2019, 11:24   #10   Druckbare Version zeigen
HNIW Männlich
Mitglied
Beiträge: 3.639
AW: 3. Hauptsatz der Thermodynamik

Bei einer Temperatur von 0K sollte die Heisenbergsche Unschärferelation ihre Gültigkeit verlieren. -> 0K sind nie erreichbar

Wobei ich aber Zugebe, dass die Erklärung eines abstrakten Phänomens mit etwas anderem Abstrakten wenig hilfreich ist.


aber:

https://www.mpg.de/6769805/negative_absolute_temperatur
__________________
"Erfahrung heißt gar nichts. Man kann seine Sache auch 35 Jahre schlecht machen."
Kurt Tucholsky

"Nur wenige wissen, wie viel man wissen muss, um zu wissen, wie wenig man weiß."
Werner Heisenberg
HNIW ist offline   Mit Zitat antworten
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