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Die Zeit

414 Beiträge, Schlüsselwörter: Zeit, Atome, Singularität, Quantentheorie
Heizenberch
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Die Zeit

22.05.2012 um 00:07
Rumpelstil schrieb:Natürlich nicht! :) Als Physiker solltest du das doch wissen...
Ich rede von deinem "echt" nicht von "absolut" ;)
Rumpelstil schrieb:Dazu zitiere ich jetzt was von dir:
Nimm mal einen Zollstock und zeige mir eine Sekunde. Klar kann man Raum und Zeit zur Raumzeit vereinen, trotzdem sind es per Definition 3 Raumdimension und eine Zeitdimension. Die Zeit ist und bleibt eine Dimension, egal, ob ich sie in Verbindung mit einem Ort benutze, oder als Angabe für den Zeitpunkt eines Ereignisses.
Rumpelstil schrieb:Könntest schon mal, bei gelegenheit, kurz anschneiden um was es da so geht.
Nehmen wir die Bewegung eines Elektrons in einer Potentialfalle. Keine Entropieerzeugung, sehr wohl aber eine Bewegung.

@Primat
Die Affen haben sich gegen mich verbündet ;) Ne Spaß beiseite.

Wenn man die Zeit als Anstieg der Entropie bezeichnet, wie vergeht dann die Zeit in einem offenen System, aus dem Entropie entfernt wird?


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Die Zeit

22.05.2012 um 00:20
Heizenberch schrieb:Die Affen haben sich gegen mich verbündet
:D

tja, das ist ne gute Frage...wie kann man entropie entfernen?


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Heizenberch
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Die Zeit

22.05.2012 um 00:22
@Primat
Du hast ein Gebiet, in dem 10 Einheiten Entropie sind (egal wie man diese definiert) und eins in dem 2 sind. Dann kann man über Wärmetransport die Entropie aus dem einen offenen System entfernen und ins andere bringen. Läuft die Zeit dort rückwärts?

(Dieses Szenario widerspricht der Thermodynamik nicht)


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Die Zeit

22.05.2012 um 00:28
Ja, die Zeit müßte dann rückwärts laufen denke ich. Allerdings erscheint mir das auch sehr Paradox. :D

Ich habe die Entropie aber erlich gesagt immer noch nicht so ganz verstanden und mich lediglich auf den Wikilink bezogen. :D


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Heizenberch
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Die Zeit

22.05.2012 um 00:30
@Primat
Entropie ist keine Einheit der Zeit ;) Hauptwirkung der Entropiezunahme ist die Festlegung der Zeitrichtung. Entsteht keine Entropie, könnte die Zeit genau so gut rückwärts laufen. Bei einem Elektron in einer Falle kann man das ganz gut sehen. Könnte man einen Film drehen, wüsste niemand, wenn man ihn ansieht, ob er vorwärts oder rückwärts gespielt wird.


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Die Zeit

22.05.2012 um 00:40
Aber ein Elektron in einer Falle hat docxh immernoch einen spin oder nicht? Un wenn ja wird doch kinetische Energie frei oder nicht?
Und wenn kinetische Energie im spiel ist ist nimmt doch auch die Entropie zu oder nicht?


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Heizenberch
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Die Zeit

22.05.2012 um 00:44
Primat schrieb:Und wenn kinetische Energie im spiel ist ist nimmt doch auch die Entropie zu oder nicht?
Nein. Soweit ich weiß nicht. Bei Wärme ist immer Entropie mit im Spiel und Wärme =/= Kin. Energie.


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Die Zeit

22.05.2012 um 00:53
sorry...bin nur ein interessierter noob auf den Gebit der Physik aber soweit ich weiss ist kinetische energie = bewegungsenergie, oder bin ich da aufm Holzweg?

@Heizenberch


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Die Zeit

22.05.2012 um 03:19
Primat schrieb:Und wenn kinetische Energie im spiel ist ist nimmt doch auch die Entropie zu oder nicht?
Nimmt Entropie nicht immer nur dort zu, wo Energie in Form von Strahlung freigesetzt wird?


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Die Zeit

22.05.2012 um 07:42
@fritzchen1
@Primat
@Heizenberch
Die Entropie kann auch nach Clausius nie kleiner null sein. Siehe hierzu die "Clausius-Ungleichung".

Entropie ist eine Zustandsfunktion, siehe hierzu der Satz von Schwarz. Es ist unmöglich ein Kreisprozess zu konstruieren indem die Entropie keine Zustandsfunktion ist. Beide Aussagen sind bewiesen, siehe Carnot-Prozess.

Nochmal: Die Entropie ist über die Wärme definiert. Der bewiesene 2.te Hauptsatz der Thermodynamik erlaubt keine vollständige umwandlung von Wärme in Arbeit. Stetig geht wärme "verloren". Stetig steigt die Entropie.
Ist irgendwann der Zustand erreicht wo keine Arbeit verrichtet wird, und keine Wärme existiert ist die Entropie null.

Die Entropie kann dann nur sinken wenn es negative Arbeitswerte gibt, negative Temperaturen, negative Wärme...
Ich werde heute abend eine bessere und detalierte Definition der Entropie liefern.

@Heizenberch
Heizenberch schrieb:Hauptwirkung der Entropiezunahme ist die Festlegung der Zeitrichtung.
Macht das nicht die Expansion des Universums?


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Heizenberch
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Die Zeit

22.05.2012 um 10:48
Primat schrieb:sorry...bin nur ein interessierter noob auf den Gebit der Physik aber soweit ich weiss ist kinetische energie = bewegungsenergie, oder bin ich da aufm Holzweg?
Das ist Richtig. Aber wenn ich einen Ball fallen lasse, dann ändert sich an seiner Temperatur erstmal nichts (wenn man es im Vakuum macht). Erst beim Aufprall wird ein Teil der Kin. Energie in Therm. Energie umgewandelt. Temperatur hat was mit der Bewegung der einzelnen Teilchen in ihren Freiheitsgraden zu tun. Einzeln betrachtet haben sie Kinetische Energie, jedoch ist Temperatur makroskopisch gesehen schwer als Kinetische Energie anzusehen.
Rumpelstil schrieb:Stetig steigt die Entropie.
Stetig bedeutet, dass x1 < x2 ⇒ f(x1) ≤ f(x2) gilt. Die Entropie darf auch gleich bleiben.
Rumpelstil schrieb:Ist irgendwann der Zustand erreicht wo keine Arbeit verrichtet wird, und keine Wärme existiert ist die Entropie null.
Das ist unlogisch. Konstruiere mir mal eine Reihe mit Folgengliedern ≥0, die für n → ∞ gegen 0 konvergiert. Irgendwann wird es nurnoch Wärmeenergie geben und die Entropie ist maximal.
Rumpelstil schrieb:Ich werde heute abend eine bessere und detalierte Definition der Entropie liefern.
Am besten eine aus einem Buch für Thermodynamik.
Rumpelstil schrieb:Macht das nicht die Expansion des Universums?
Nein. Hast du dir schonmal physikalische Texte über Entropie durchgelesen oder philosophierst du nur?


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Die Zeit

22.05.2012 um 18:04
@fritzchen1
fritzchen1 schrieb:Nimmt Entropie nicht immer nur dort zu, wo Energie in Form von Strahlung freigesetzt wird?
Ja, im Prinzip schon (zumindest in der Thermodynamik).

@Heizenberch
Heizenberch schrieb:Das ist Richtig. Aber wenn ich einen Ball fallen lasse, dann ändert sich an seiner Temperatur erstmal nichts (wenn man es im Vakuum macht). Erst beim Aufprall wird ein Teil der Kin. Energie in Therm. Energie umgewandelt.
Wenn man davon ausgeht, das es ein absolutes Vakuum auch in der Realität gibt, dann schon.

Gibt es aber nicht. Heutzutage kann man die Materie bis auf ein paar Moleküle pro cm^3 aus einen Raum entfernen, aber selbst wenn man auch noch das letzte Molekül und das letzte Atom raus bekommen sollte, sind da ja noch die Durchschnittlich 66 Milliarden Neutrinos die pro cm^2 jede sek. durch unsere Erde flitzen, die elektromagnetischen Felder und die Kosmische Hintergrundstrahlung.

Also enteht imao sowohl für den fallenden Ball im Vakuum als auch beim Elektron in der Potentialfalle eine (wenn auch nur im Plankschen mm Bereich) Reibung und somit auch eine Zunahme von Entropie.


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Heizenberch
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Die Zeit

22.05.2012 um 20:31
Primat schrieb:Wenn man davon ausgeht, das es ein absolutes Vakuum auch in der Realität gibt, dann schon.

Gibt es aber nicht.
Dann nimm halt ein Elektron, welches um ein Proton kreist. Ich wollte etwas anschauliches finden.
Primat schrieb:Also enteht imao sowohl für den fallenden Ball im Vakuum als auch beim Elektron in der Potentialfalle eine (wenn auch nur im Plankschen mm Bereich) Reibung und somit auch eine Zunahme von Entropie.
Das ist nicht richtig, da Neutrinos nur sehr selten mit Materie wechselwirken und dann schon viel seltener mit einzelnen Elektronen.

Du hast nicht verstanden, was ich meine. Kinetische Energie ist keine Temperatur. Das wollte ich aussagen.


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Malthael
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Die Zeit

22.05.2012 um 20:59
ich äussere mal eine gewagte hypothese.
laut relativitäts theorie ist zeit und raum untrennbar miteinander verknüpft.
und gravitation kann raum und zeit verzerren.

meine hypothese lautet zeit ist raum und zeit ist auch die ursache der gravitation.
die zeitdilatation (das zeitparadoxon) verursacht die schwerkraft.
jetzt dürft ihr mich ans kreuz nageln ;)


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Die Zeit

22.05.2012 um 20:59
@Heizenberch
@Primat
@fritzchen1
Sorry, aber ich werde ganz sicher nicht Ellenlange Texte zitieren die schwer zu verdauen sind und eh niemand lesen würde. Ich werde mit der Definition beginnen und einige Kernsätze aus Mortimer (S.343 ff) und Atkins (S.83 ff) übernehmen.

Entropie (mathematisch S) kann allgemein als ein Maß für die Unordnung in einem System gedeutet werden. Je geringer die Ordnung in einem System ist, desto größer ist seine Entropie. Bei spontanen Zustandsänderungen vergrößert sich also die Entropie (S steigt)!
Eine weitere Definition von Entropie (S) ist , dass es ein Maß ist für die Dissipation (Teilchen bewegen sich spontan und ungeordnet, erzeugen zB durch Reibung Energie/Wärme) der Energie.
Das Ausmaß der Energiedissipation während eines Prozesses kann aus der dabei ausgetauschten Wärmemenge hergeleitet werden. Die Übertragung von wärme ist immer mit einer zufälligen Bewegung der Teilchen der umgebung verbunden.
Halten wir also Fest: Maß für die Unordnung = Maß für Energiedissipation = Entropie (S)!
In der Thermodynamik ist S also über die Wärme, Energie, Temperatur und spontane Bewegung definiert. Ich setze jetzt einfach mal voraus, dass die Begriffe Wärme und Bewegung klar sind.
Liest sich alles etwas kompliziert, mathematisch ist es dafür umso klarer:
Die thermodynamische Definition von S bezieht sich auf die Entropieänderung (dS) und hat die Beziehung: dS = dWärme geteilt durch die Temperatur.
An diese Definition von S gibt es nichts zum rütteln, da sie Konform mit Carnot, Clausius und Thomson die erst der zweite Hauptsatz der Thermodynamik ausformuliert haben.
Schauen wie uns die Formel dS=dq/T nochmal genauer an:
Es ist möglich das q den Wert null annimmt, dann wenn sich nichts in einem System bewegt, wenn es keine Strahlung gibt wenn es noch nicht einmal Vibrationen gibt. q kann aber niemals negativ sein. Die T erst recht nicht. Allerdings ist es möglich, dass die Diferenz zwischen q von Zustand1 und q von Zustand2 negativ ist. Dann hätte man tatsächlich eine negative S in einem System, doch vorsicht. Das Universum strebt ein q-Gleichgewicht an und zwar spontan. Um einem negativen q zu erreichen ist also arbeit nötig die außerhalb des Systems Unordnung erschafft hat, also S erschaffen hat.
Um Missverständnisse auszuräumen präsentiere ich nun die Boltzmann Definition von Entropie. Hierbei handelt es sich nicht um eine Entropieänderung, sondern um S nackt. Dazu bedient sich Boltzmann einer Konstante -> k und hat die Dimension Energie/Temperatur.
die Formel lautet S = k * ln W
W ist die Zahl der ereignisse bzw der Realisierungsmöglichkeiten.
Heizenberch schrieb:Am besten eine aus einem Buch für Thermodynamik.
Ich hoffe, dass die Definition und Erklärung dir würdig ist! Ab jetzt geht es nur noch mathematisch weiter..


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Heizenberch
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Die Zeit

22.05.2012 um 21:00
Malthael schrieb:die zeitdilatation (das zeitparadoxon) verursacht die schwerkraft.
Das würde ich so mal hinterfragen, aber dem Rest kann ich so ziemlich zustimmen ;)


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Malthael
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Die Zeit

22.05.2012 um 21:01
@Rumpelstil
du scheinst dich recht gut auszukennen.
ich habe eine frage die mich "relativ" :) interessiert.
wie schnell expandiert das universum?


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Heizenberch
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Die Zeit

22.05.2012 um 21:04
@Rumpelstil
Genau - die Definition ist gut, denn sie sagt alles wichtige, über das wir hier geredet haben aus:
- Entropie kann (wenn man das gesamte Universum betrachtet) nicht steigen
- Entropie kann bereichsweise abnehmen (wenn sie woanders steigt)
- Entropie kann als Maß der Unordnung gedeutet werden
- Entropie hängt mit Wärme zusammen


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Die Zeit

22.05.2012 um 21:04
@Malthael
Das kann dir ua Otomo besser beantworten als ich, da es eine reine physikalische Frage ist.


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Heizenberch
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Die Zeit

22.05.2012 um 21:05
@Malthael
@Rumpelstil
Das kann ich leider nicht beantworten, da ich es ganz ehrlich nicht weiß.


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