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Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

82 Beiträge, Schlüsselwörter: Temperatur, Motor, Nullpunkt

Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

07.01.2013 um 17:24
Mir ging es halt um die erwähnten Anwendungen. Z. B. ein Motor, der besteht ja nicht aus isolierten Gasatomen, sondern aus festen Werkstoffen. Kann mir halt nicht vorstellen, wie man das in der Praxis nutzen könnte ...


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Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

07.01.2013 um 18:02
@yoyo
Ach so ... und ja, dann ergeben deine Einwände Sinn. Den Abschnitt verstehe ich ebenfalls nicht, der Physiker meines Vertrauens, um es so auszudrücken, will dem ebenfalls nachgehen und kann dazu noch nichts sagen. Für normale Motoren ist es sicherlich nicht spruchreif - nicht so bald.
Mir sagt auch die Originalveröffentlichung zu wenig, die findest du hier in Englisch http://arxiv.org/pdf/1211.0545v1.pdf .


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Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

07.01.2013 um 18:07
Vielleicht meinen sie ja den Treibstoff, der kçnnte gasfçrmig sein :D


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Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

07.01.2013 um 19:38
@Resi_n
Resi_n schrieb:Wenn ich allerdings Temperatur als Parameter definiere, der bestimmt, wie sich Teilchen auf Energieniveaus verteilen, dann kann eine negative durchaus einen Sinn bekommen.
Naja, die Grafik hängt von dieser Definition ab, und die Prozesse stellen sich auf dieser Grafik eben so dar, wie hineindefiniert. Zu deutsch: ich meinte genau dies, wollte es nur anschaulicher beschreiben.

Allerdings kann man eben auch einen Minus-Kelvin-Bereich durch die Grafik definieren, ohne daß diese Definition zum eigentlichen Temperatur-Modell gehört. Insofern sind jene Definitionen, von denen Du hier jetzt sprichst, nicht Teil der eigentlichen Theorie, die Du zuvor "Definition" genannt hattest (weißt schon, jene Definitionen, zu denen kein Widerspruch erzeugt werden dürfe). Die jetzigen Definitionen können eben schon das irreführende Artefakt sein, von dem ich sprach.
Resi_n schrieb:Wenn ich allerdings Temperatur als Parameter definiere, der bestimmt, wie sich Teilchen auf Energieniveaus verteilen, dann kann eine negative durchaus einen Sinn bekommen.
Wenn Du völlig von der Realität absiehst, es also ignorierst, was das Zuführen bzw. Abgeben von Energie für Auswirkungen auf das Teilchen hat, dann sicher. Ansonsten müßtest Du Dich nämlich der Frage widmen, ob nicht der Scheitelpunkt "0°K", der Deine X-Achse teilt, womöglich die Richtung des Energiezu- bzw. Abführens umkehrt. Sollte es also einer Energiezufuhr bedürfen, einen Stoff bzw. ein Teilchen von 0 auf -1 zu bringen, so wäre auch auf dieser Seite der Achse die Richtung zu 0°K die Richtung des niedrigeren Energieniveaus. Nur unter Absehung von dieser kleinen Nebensächlichkeit, Realität genannt, daß Bewegung eben Energie ist, nur dann kann man sich ein Modell zusammenbasteln, in dem die Energieabgabe immer in Richtung der Einnahme eines kleineren Kelvin-Wertes verläuft (und -2 ist ja kleiner als -1, in der reinen Mathematik).

Nun verwenden die Artikel freilich eine Grafik, bei der tatsächlich die Richtung der Energiezu- bzw. Abfuhr gespiegelt wurde. Freilich bleibt dabei übersehen, daß -271°K Eis tauen und -371°K Wasser verdampfen läßt. Das bedeutet, daß jene "MinusKelvin"-Grade eben auch anders herum funktionieren, mithin die vorgegebene Grafik erst einmal auf den Kopf gestellt werden muß, um hierfür zu erkennen, wo denn nun das "low level" liegt. Und - o Wunder! - plötzlich läge es ja wieder "unten". Eben in Richtung der 0°K.

Sinn bekommt das also nur in dem erdachten Modell, in der Art, "die Grafik zu zeichnen und zu betrachten". Bastelt man sich das Modell anders, läuft es eben auch anders. Kommt wie gesagt immer drauf an, welches Artefakt menschlicher Vorstellung man mit einbaut.
Resi_n schrieb:Temperatur ist eben nicht der Durchschnitt der Temperaturen der einzelnen Teilchen, sonder ist nur für das gesamte System definiert.
Streiche "nicht" und "nur", ersetze "sondern" durch "weil". Bei Deinem "nicht" frage ich mich, wie denn bittschön davon die Rede sein kann, daß da 100.000 Kaliumatome auf wenige Milliardstel Kelvin runtergekühlt wurden. Wenn Du ein System hast, in dem ein Viertel der Teilchen 90°K "warm ist", ein Viertel 70°K, und die übrige Hälfte 20°K, ich sag Dir, dann beträgt die Temperatur des gesamten Systems 50°K.
Resi_n schrieb:Wenn ich jetzt Energie zuführe, also die Temperatur erhöhe, ändert sich daran nichts, weil die Teilchen beliebig hohe Energien annehmen können. Es gibt nach obe keine Grenze. Entsprechend ändert sich nichts. Viele Teichen mit wenig Energie, wenig Teilchen mit viel Energie.
und
Resi_n schrieb:Die nächste Frage ist, wie soll das in einem Dampfkessel gehen ?
Antwort, in einem natürlich Dampfkessel geht das nicht, da die Höhe der Energiezustände nach oben nicht begrenzt ist. Wenn ich Energie zuführe, können die Teilchen immer auf höhere Zustände ausweichen.
Es gibt nach oben keine Grenze? Komisch, genau diese Grenze wurde in dem Laborexperiment "eingebaut". Das hab ich dann auch für meinen Wasserkessel in Anspruch genommen. Sag mir also nicht, daß das bei mir ausgeschlossen sei, weil es ja keine Grenze nach oben gebe.

Und verrückterweise beschreibst Du selbst genau das, was Du meinem Wasserkessel gerade erst abgesprochen hast - ohne zu erklären, wieso diese Deine Erklärung für ihn so kategorisch ausgeschlossen wäre: "Was passiert, wenn ich aber die Höhe der Zustände nach oben begrenze ?
Dann können die Teilchen nicht mehr auf höhere Zustände ausweichen.
Die Energie, die ich zugeführt habe muss aber irgendwo geblieben sein . Die Folge dieses Energiedeckels kann dann nur sein, dass es viele Teilchen mit viel Energie geben muss, und wenig mit wenig Energie, sonst gebe nie Summe aller Teilchenenergien nicht mehr die Energie, die ich in den Kessel reingesteckt hab. Ich hab die Verteilung damit auf den Kopf gestellt, und wenn die Temperatur die Verteilung der Energie beschreibt ist sie jetzt negativ.
"

Im übrigen wäre dies noch immer nur die Simulation, genauer gesagt, das "Diorama" von negativer Temperatur. Denn hier erzeuge ich ja nur das Verteilungsmuster der eingenommenen Energielevel, aber ich hab ja nicht "bis auf 0°K runtergekühlt und noch weiter". Dafür bräuchte man laut Artikel ja Unmengen an Energie, weswegen das Experiment ja auch nicht so verfuhr. Und "meins" auch nicht.
Resi_n schrieb:Wobei es bei der Temperatur immer um einen Durchschnitt der Energien geht. Teilchen haben Energie, das System hat Temperatur.
Du kannst aber auch feststellen, daß bestimmte Bereiche eines einzigen betrachteten Systems unterschiedlich warm sind. Und innerhalb dieser Bereiche mag es erneut Unterbreeiche geben, die eine andere Temperatur aufweisen. Du kannst da immer mehr ins Detail gehen - und landest im Endeffekt bei den einzelnen Teilchen, die sich in ihrem energetischen Level unterscheiden. Aber nein, weils hier "Energie" heißt, kanns nicht "Temperatur" sein. Entschuldige, aber in einem gedachten System mit einer Temperatur von X, in welchem sämtliche Teilchen die selbe Energie besitzen, der Wert beträgt Y, da sag ich doch glatt, Temperatur X ist Teilchenenergie Y. Und nenn Teilchenenergie Y einfach mal Temperatur X. Wenn A B ist, dann sollte A auch wirklich B sein dürfen. Zu sagen "Nenn es nicht B, es heißt mit Namen doch A", ist für mich irrelevant.
Resi_n schrieb:Und nun die zentrale Frage, was passiert wenn viele Teilchen viel Energie haben und wenig Teilchen wenig Energie.
Dann muss sich in der Verteilungsfunktion was geändert haben. In der Formel hat sich ein Vorzeichen geändert um die Verteilung auf den Kopf zu stellen.
Na dann haben wir ja schon Antigravitation, prima! Ich muß nur nen Mechanismus erzeugen, daß etwas mit zunehmender Geschwindigkeit von einer Gravitationsquelle wegfliegt, dann darf ich ein Minus vorsetzen. Metall etwa fliegt nach oben, wenn da ein Magnet ist. Vielleicht geht auch der Trick "Rückstoß" durch. - Nee, Du, in meinem Wasserkessel wie in dem Artikel werden die Teilchen dazu gezwungen, vermehrt das energetisch höhere Level einzunehmen. Das verdient kein Minuszeichen. Minustemperatur wäre, wenn die Teilchen des Systems von selbst diesen Zustand einnähmen. Nicht, wenn ich sie dazu zwinge. Da sieht nur die Verteilung gleich aus, aber der dazu führende Mechanismus ist grundverschieden.
Resi_n schrieb:Ich hab die Verteilung damit auf den Kopf gestellt, und wenn die Temperatur die Verteilung der Energie beschreibt ist sie jetzt negativ.
Temperatur beschreibt aber gar nicht die Verteilung der Energie, sondern ist der Durchschnitt der Energie. Die Verteilung der Elemente mehrheitlich auf das niedrige Energielevel ist eine Eigenheit der Materie / Physik / Thermodynamik... aber nicht die Definition der Temperatur. Erst da, wo man sagt, daß die Teilchen geneigt sind, den höchsten Energielevel einzunehmen, erst da würde sich etwas negativ zum bisher Beobachteten ereignen - von sich aus ereignen - und erst das wäre quasi Minus Kelvin, weil spiegelbildlich. Eine Temperatur wäre womöglich wegen dieser Verteilung negativ zu bezeichnen, aber nicht, weil Temperatur sich über diese Verteilung definiert, sondern weil die Verteilung entgegengesetzt der Thermodynamik abliefe - sofern sie von selbst aufkommt und nicht von außen dazu gezwungen wird., das läuft nämlich wieder thermodynamisch sauber ab.
Resi_n schrieb:Es wird nicht dafür gesorgt, dass die Temperatur nicht über 100 steigt, sondern dass die die Teilchen eine Energieobergrenze nicht überschreiten können.
Nenn es meinetwegen so, ändert nichts am Mechanismus. Wenn Wasser 100° heiß ist, und alle Teilchen hätten die selbe Energiemenge, dann nenn ich das mal X. Wenn ich X als Obergrenze festlege und verhindere, daß die Teilchen X überschreiten, und ich füge Energie zu, dann zwinge ich die Mehrheit der Wassermoleküle dazu, sich näher an X zu befinden als weiter weg. Ich werd zwar als "Temperatur" des Wassers nur "nahe 100°" erhalten, aber das reicht mir in meinem Beispiel, so meinte ich es auch von Anfang an: ich simuliere durch Zwang, durch Äußere Einflüsse auf ein nunmehr nur Subsystem (der Wasserkessel), was bei negativer Temperatur von alleine passieren müßte. Darum ist mein Wasserkessel oder auch jenes Experiment nur eine Simulation, eigentlich nur ein Nachstellen (Diorama) von dem, wie "Negative Temperatur" eines (ab)geschlossenen Systems aussehen müßte.

Pertti


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Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

07.01.2013 um 20:12
@perttivalkonen
Ich antworte gern schnell, das ist hier aber nicht angebracht, deshalb, für die Zwischenzeit bis ich den Originaltext - http://arxiv.org/pdf/1211.0545v1.pdf wenigstens halbwegs verstanden habe und auch Formulierungen für deinen Denkfehler gefunden habe, lege ich dir den ans Herz.
Der Physiker meines Vertrauens ;) ist gerade nicht da, ich würd also nur stottern ...


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Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

07.01.2013 um 20:43
Wennde mir das noch in Umgangsdeutsch übersetzt...


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Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

07.01.2013 um 20:47
Das ist viel zu anspruchsvoll für Allmy, befürchte ich.


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Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

07.01.2013 um 20:49
@perttivalkonen

@Resi_n hat es meiner Meinung schon gut erklärt!

Dein Dampfkesselexperiment funktioniert aber nicht so wie du es dir vorstellst!
wobei du schreibst
perttivalkonen schrieb:Nenn es meinetwegen so, ändert nichts am Mechanismus. Wenn Wasser 100° heiß ist, und alle Teilchen hätten die selbe Energiemenge, dann nenn ich das mal X. Wenn ich X als Obergrenze festlege und verhindere, daß die Teilchen X überschreiten, und ich füge Energie zu, dann zwinge ich die Mehrheit der Wassermoleküle dazu, sich näher an X zu befinden als weiter weg. Ich werd zwar als "Temperatur" des Wassers nur "nahe 100°" erhalten, aber das reicht mir in meinem Beispiel, so meinte ich es auch von Anfang an:
Das ist genau das, was sie im Labor gemacht haben. Nur leider funktioniert das unter normalen Umständen nicht.

Wenn du Wasser aufheizt änderst du an der grundsätzlichen Verteilung nichts, du hebst sie nur an. Soll heißen, wenn du 10°C warmes Wasser hast werden sich dort Teilchen mit Energien die -10°C, 0°C, 100°C, 200°C usw. theoretisch bis unendlich entsprechen befinden. Je heißer und je kälter desto unwahrscheinlicher. Wird die Temperatur erhöht, verschiebt sich die Verteilung zu höhere Temperaturen. D.h. es sind genauso Teilchen bis unendlich möglich. Du hast damit keine Grenze so wie im Experiment.

Die negative Temperatur liegt wie schon mehrmals geschrieben an der Definition der Temperatur über die Verteilung der Teilchen. Diese gilt aber soweit ich das verstanden habe nur für mikroskopische Mengen also einzelne Atome.


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Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

07.01.2013 um 21:50
@abc997
abc997 schrieb:Das ist genau das, was sie im Labor gemacht haben. Nur leider funktioniert das unter normalen umständen nicht.
Gut erkannt. Selbstverständlich besitze ich keinen Maxwellschen Dämonen, der den Energiehaushalt der einzelnen Teilchen erkennen und begrenzen kann. Das war ein Gedankenexperiment zur Veranschaulichung, was da erreicht wird. Nämlich daß eine Verteilung der Teilchen am oberen (und begrenzten) Energielevel künstlich erzeugt wird. Anschaulich mit dem Wasserkessel, bei dem ich 100°++ vermeide. Das ist aber eben kein System, bei dem die Teilchen diese Zustandsverteilung von sich aus einnehmen. Was aber von einem Stoff mit negativer Temperatur so zu erwarten wäre, wie von einem Stoff mit positiver absoluter Temperatur zu erwarten ist, daß hier die Teilchen vermehrt den Zustand des niedrigsten Energieniveaus einzunehmen trachten. Von selbst!

Wie gesagt, ich kann nicht beweisen, daß es Antigravitation gibt, indem ich ein Hochfliegen von Metall mithilfe eines Magneten organisiere. Damit zeige ich nur, wie dat Gelumpe sich verhalten würde, wenn es antigravitativ wäre.

Wie aber am Anfang gesagt, just my 2 pence.

Pertti


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Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

07.01.2013 um 21:56
@perttivalkonen
Ich kann dir das Paper sicherlich nicht übersetzen, tut mir Leid, ich bräcuhte dort selbst einen Übersetzer. Formeln mag ich gar nicht so ... aber
The temperature is discontinuous
at maximum entropy, jumping from positive to
negative infinity. This is a consequence of the historic defnition of temperature.
Oder. eher flüchtig übersetzt: Die Temperatur ist unstetig/ unterbrochen bei maximaler Entropie, sie springt von positiv zu negativ Unendlich. Dies ist eine Konsequenz der historischen Definition der Temperatur.

Das beseitigt vielleicht eine Klippe. Die andere ist, es geht um verschiedene Modelle der Wirklichkeit, das alltägliche versus das physikalische/ mathematische und die zwei sind nicht deckungsgleich. Leider fehlt mir zu mehr das Verständnis, abgesehen von dem, was teils ich, teils ein Physiker dazu geschrieben hat / haben? Ich habe das zwar verstanden, Details verstehe ich allerdings doch nicht.


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Heizenberch
ehemaliges Mitglied

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Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

07.01.2013 um 22:15
perttivalkonen schrieb:Anschaulich mit dem Wasserkessel, bei dem ich 100°++ vermeide.
Das ist nicht das, was mit dem "Potentialdeckel" gemeint ist. Es wird die Kinetische Energie nach oben begrenzt. Man kann trotzdem noch unendlich hoche Temperaturen erreichen, denn Temperatur =/= Kinetische Energie.

Und der MAXWELL'sche Dämon ist nochmal was anderes.


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Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

07.01.2013 um 22:28
@Resi_n
Resi_n schrieb:Oder. eher flüchtig übersetzt: Die Temperatur ist unstetig/ unterbrochen bei maximaler Entropie, sie springt von positiv zu negativ Unendlich. Dies ist eine Konsequenz der historischen Definition der Temperatur.
Hab mal den größeren Zusammenhang bei dem Paper angesehen. Erst mal, offensichtlich wird die Temperatur doch just so definiert, wo die Mehrheit der eingenommenen Zustände liegt. Und danmit ist es eben auch klar, daß beim Zufügen von Energie gegen Unendlich eben auch unendlich viele verschiedene Zustände des energetischen Levels eingenommen werden, was bei der historischen Temperatur-Definition natürlich die Grenze zu negativ-unendlich tangiert. Hat man eine endliche Menge und erhitzt sie immer weiter, haben die Teilchen irgendwann einmal alle einen unterschiedlichen Energielevel eingenommen, also die maximale Entropie erreicht. Noch mehr Energie, und am oberen energetischen Ende sammeln sich vermehrt Teilchen gleichen Levels. Dann kippt die Chose sogar um in negativ-Unendlich. So der Artikel.

Das liegt eben an der Definition, wie ausdrücklich gesagt wird. Und klingt mir nicht mal plausibel, da hier ein Limit an erreichbarer Temperatur gedacht wird, an dem sich die Teilchen dann vermehrt aufhalten würden.
Resi_n schrieb:Das beseitigt vielleicht eine Klippe. Die andere ist, es geht um verschiedene Modelle der Wirklichkeit, das alltägliche versus das physikalische/ mathematische und die zwei sind nicht deckungsgleich.
BINGO! Meine Rede.

Pertti


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Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

07.01.2013 um 22:46
@Heizenberch
Heizenberch schrieb:Das ist nicht das, was mit dem "Potentialdeckel" gemeint ist. Es wird die Kinetische Energie nach oben begrenzt. Man kann trotzdem noch unendlich hoche Temperaturen erreichen, denn Temperatur =/= Kinetische Energie.
OK, ich mag da echt hinterdrein hinken, aber ich hab es noch so gelernt, daß die Temperatur eines Stoffes mit der mittleren Bewegungsenergie seiner Teilchen zusammenhängt. Deswegen ja auch Null Kelvin - Null Bewegung. Daß auch die potenzielle Energie der Teilchen mitberücksichtigt werden muß, hab ich ja schon gehört. Aber verteilt sich zugeführte Energie da nicht nach "internen Regeln", vergleichbar mit der festen Regel, wie massebehaftete Materie bei Beschleunigung einen fixen, vorausberechenbaren Anteil dieser Bewegungsenergie in Masse (eines bewegten Körpers) umwandelt? Da kann man auch nicht mal eben dran rummachen, daß die prozentuale Verteilung der zugeführten Energie eine andere wird.

Erst wenn die Verteilung der zugeführten Energie auf die kinetische und die potenzielle Energie des Teilchens fix ist, kann nämlich eine Korelation zwischen gemittelter Teilchenbewegung und Temperatur des "Stoffes" bestehen. Und meines Wissens ist das nicht vom Tisch. Zugegeben, die Wikipedia ist nicht gerade die Nature und ohne peer review. Aber in Physiksachen fand ich bis jetzt die wenigsten Fehler bzw. veralteten Darstellungen. UNd da stehts noch so mit dieser Korelation.
Heizenberch schrieb:Und der MAXWELL'sche Dämon ist nochmal was anderes.
Das ist mir bewußt. Was Dir vielleicht nicht bewußt ist, er wurde bereits für solche Sachen bemüht, z.B. für ein Gedankenmodell eines atomaren Gitternetzes, das inmitten einer gleich warmen Flüssigkeit aufgespannt wurde. Das Gitter sei in beide Richtungen durchlässig, aber in eine Richtung nur für Teilchen niedriger kinetischer Energie. Der Effekt wäre, daß die beiden Seiten der gleich warmen Flüssigkeit sich allmählich in ihrer Temperatur unterscheiden würden. Dieses Gedankenmodell übersieht, daß das Erkennen und Durchlassen nur eines energetischen Levels entweder selbst Energie kostet - oder eben einen maxwellschen Dämon benötigt, der ohne Energieverbrauch die Teilchen erkennt und das Gitter entsprechend wirken läßt. Das Gedankenmodell dürfte so etwa vor einem halben Jahrhundert aufgestellt worden sein, wenn nicht noch früher. Vor mehr als 40 Jahren jedenfalls wurde es populärwissenschaftlich bereits auseinandergenommen.

Pertti


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Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

07.01.2013 um 23:00
@perttivalkonen
perttivalkonen schrieb:Noch mehr Energie, und am oberen energetischen Ende sammeln sich vermehrt Teilchen gleichen Levels. Dann kippt die Chose sogar um in negativ-Unendlich. So der Artikel.
Wenn man sich das ganze über die Entropie ansieht ist es klar, das diese dann mit steigender Energie sinkt. Und damit wird dS/dU negativ und somit auch T!

denn wie im Artikel steht 1/T=dS/dU
und wie @Resi_n übersetzt hat
Resi_n schrieb:Oder. eher flüchtig übersetzt: Die Temperatur ist unstetig/ unterbrochen bei maximaler Entropie, sie springt von positiv zu negativ Unendlich. Dies ist eine Konsequenz der historischen Definition der Temperatur.
oder ganz kurz: 1/T=dS/dU

Das Problem an dem ganzen ist, das die Energie größer als unendlich sein muss. Was aber das menschliche Gehirn nicht daran hindert sich vorzustellen was dann passieren würde ;).
Oder man führt, wie im Experiment, einfach eine künstliche Grenze ein um den Zustand zu erreichen.


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Heizenberch
ehemaliges Mitglied

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Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

07.01.2013 um 23:07
perttivalkonen schrieb:OK, ich mag da echt hinterdrein hinken, aber ich hab es noch so gelernt, daß die Temperatur eines Stoffes mit der mittleren Bewegungsenergie seiner Teilchen zusammenhängt.
Ja das stimmt aber auch. Aber eben auch über die Verteilung der Energien. Bei einer unendlichen Temperatur hast du trotzdem noch die Wahrscheinlichkeit, viele Teilchen mit niedriger kin Energie zu haben. Packst du einen Deckel drauf, so kannst du die Energie unendlich machen und es haben mehr Teilchen eine höhere Energie, als eine niedrige (ohne Deckel ist die Verteilung andersherum). Daher sind in beiden Fällen die unendlichen Temperaturen mit verschiedenen Kinetischen Energien verbunden.


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Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

07.01.2013 um 23:07
@perttivalkonen
http://scinexx.de/newsletter-wissen-aktuell-15445-2013-01-04.html Ein guter Artikel auf Deutsch :)
Das umgebende Ultrahochvakuum sorgt dabei dafür, dass die Atome thermisch vollkommen von der Umwelt isoliert sind. Die Laserstrahlen bilden dabei ein sogenanntes optisches Gitter, in dem sich die Atome regelmäßig auf Gitterplätzen anordnen. Die Atome können sich in dem Gitter zwar durch den Tunneleffekt von Gitterplatz zu Gitterplatz bewegen, ihre Bewegungsenergie ist dabei jedoch nach oben beschränkt und hat damit die benötigte Grenze.Die Temperatur berücksichtigt allerdings nicht nur die Bewegungsenergie, sondern die gesamte Energie der Teilchen, in diesem System also auch Wechselwirkungs- und potenzielle Energie. Auch diesen setzt das System der Münchner und Garchinger Forscher eine obere Grenze. Die Physiker bringen dann die Atome an diese obere Grenze der Gesamtenergie – die Temperatur ist damit negativ, bei minus einigen Milliardstel Kelvin.
Deine Temperaturdefinition ist zu einseitig, würde ich annehmen, was @Heizenberch soeben erklärt hat, daher die Schwierigkeiten das zu verstehen. Und da ich bei nur halb verstandenen Themen Probleme mit der Wortfindung habe (die sollten ja was damit zu tun haben), behalf ich mir mit dem obigen Zitat.


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Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

07.01.2013 um 23:16
@abc997
abc997 schrieb:Wenn man sich das ganze über die Entropie ansieht ist es klar, das diese dann mit steigender Energie sinkt. Und damit wird dS/dU negativ und somit auch T!
Eben.
abc997 schrieb:Das Problem an dem ganzen ist, das die Energie größer als unendlich sein muss. Was aber das menschliche Gehirn nicht daran hindert sich vorzustellen was dann passieren würde
Eben. Eben, Artefakt.
abc997 schrieb:Oder man führt, wie im Experiment, einfach eine künstliche Grenze ein um den Zustand zu erreichen.
Eben, mein Maxwellscher Dämon im Wasserkessel. Nur ist das dann eben allenfalls simuliert, weil nicht im Alleingang der Teilchen bei "freier Wahl" des energetischen Zustands.

Pertti


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Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

07.01.2013 um 23:30
@Heizenberch
Heizenberch schrieb:Ja das stimmt aber auch. Aber eben auch über die Verteilung der Energien.
Nö. Die Verteilung der Energien ändert nur das Vorzeichen, mal salopp gesagt. Mit -273,16°K kriegst Du Eis genauso geschmolzen wie mit +273,16°K. Der Unterschied der beiden Temperaturen ist nur der, daß beim einen die Mehrheit der Teilchen nur minimal oberhalb des durchschnittlichen energetischen Teilchengehalts liegt und beim anderen die Minderheit der Teilchen sich z.T. recht weit oberhalb davon befinden.
Heizenberch schrieb:Bei einer unendlichen Temperatur hast du trotzdem noch die Wahrscheinlichkeit, viele Teilchen mit niedriger kin Energie zu haben.
Äh, bei unendlicher Temperatur hast Du völlige Verteilung und keine zwei Teilchen auf dem selben Level.
Heizenberch schrieb: Packst du einen Deckel drauf, so kannst du die Energie unendlich machen und es haben mehr Teilchen eine höhere Energie, als eine niedrige (ohne Deckel ist die Verteilung andersherum).
Nee, entschuldige mal, aber, nee. Die Energie (im Topf) wird durch Zufuhr unendlicher Energie unendlich. Und ohne Limitierung der erreichbaren Temperatur gibts da keine Häufung, egal ob mit oder ohne Deckel. Häufung hättste nur im herkömmlichen Sinne ohne Deckel, bei begrenzter Energiemenge. Gegenteilige Häufung hättste dann nur mit nem "Maxwellschen Deckel".

Allerdings wäre das eh das, was ich schon gesagt habe, sodaß ich nicht verstehe, wieso Du nen Einwand bringst.

Pertti


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Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

07.01.2013 um 23:36
@Resi_n
Resi_n schrieb:Deine Temperaturdefinition ist zu einseitig, würde ich annehmen, was @Heizenberch soeben erklärt hat, daher die Schwierigkeiten das zu verstehen. Und da ich bei nur halb verstandenen Themen Probleme mit der Wortfindung habe (die sollten ja was damit zu tun haben), behalf ich mir mit dem obigen Zitat.
Ähm, jetzt, wo ich Deiner referierten Temperaturdefinition zustimme - und zwar gerade aufgrund Deines obigen Zitates (samt des Kontextes um diesen Satz herum) - haste se nicht mehr gern?

Pertti


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Temperatur unter dem absoluten Nullpunkt

07.01.2013 um 23:39
@perttivalkonen
Gnigger ... das Detail habe ich doch glatt überlesen und doch, die Def hab ich gern! Ich sag doch, so gut kann ich mich nicht ausdrücken, ohne den helfenden Physiker an meiner Seite. Du bist da besser, aber ich übe eifrig ;)


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