-THERMODYNAMIK-
Auf dem Gebiet der Thermodynamik konnte Ludwig Boltzmann mehrere Phänomene in Bezug auf den Energieaustausch in Gassystemen anhand der kinetischen Bewegungsenergien der Moleküle erklären. Eine solche Theorie war auch eine Vereinigung der Arbeiten von Gottfried Leibniz, Sadit Carnot und Rudolf Klausius. Die Frage war zu verstehen, wie der Energieaustausch stattfand und was dabei passierte.
Sadit Carnot sagte, dass Wärme eine Richtung hat, einen Fluss, und dieser Fluss kam von dem System mit der höchsten Temperatur Für denjenigen mit niedrigerer Temperatur sind solche Konzepte diejenigen, die bei der Entwicklung von Wärmekraftmaschinen im 19. Jahrhundert verwendet wurden. Rudolf Clausius sagte, dass „jedes thermodynamische System seine Energie im Laufe der Zeit vernichtet, ein Konzept, das er nannte Entropie, Mit anderen Worten, die Entropie nimmt mit der Zeit immer zu.
Aber was ist Entropie? Ein einfacher Weg, um zu verstehen, was Entropie ist ...
Stellen Sie sich eine Tasse vor, die mit heißem Kaffee gefüllt ist, und Sie stellen sie auf den Tisch und warten ein paar Minuten. Stunden, als er die Tasse wieder berührt, stellt er fest, dass sie nicht mehr so heiß war wie zuvor, das heißt, die Wärme hat sich an die Umgebung abgegeben. Analog sagen wir, dass der Becher mit der Umgebung in ein thermisches Gleichgewicht kam. Wir können sagen, dass Entropie eine Größe ist, die die Unordnung des Systems misst, oder seine Desorganisation, wie in dem angeführten Beispiel … die Wärme wurde an einem bestimmten Punkt (Becher) konzentriert und dann an die Umgebung abgegeben.
Mit diesen beiden von Rudolf Clausius und Sadit Carnot formulierten Konzepten hatte Boltzmann die folgende Interpretation des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik (Entropie). Boltzmann sagte, dass wir, um die Entropie besser zu verstehen, die mikroskopische Welt besser verstehen müssen, wie sich Gasmoleküle bei niedrigen und hohen Temperaturen verhalten.
Als Boltzmann dies sah, studierte er viel und kam zu dem Schluss, dass wir, um die Physik der Moleküle eines Gases verstehen zu können, erwarten müssten, dass wir Molekül für Molekül analysieren müssten, etwas Unvorstellbares! Es war unmöglich, eine Studie auf diese Weise durchzuführen, also erkannte Boltzmann, dass er, um die Physik hinter den Molekülen eines Gases zu verstehen, die Gewissheit (Determinismus) aufgeben und Wahrscheinlichkeit und Statistik anwenden musste. (stochastisch) um die Bewegungen von Molekülen eines Gases als Ganzes verstehen zu können. Die Gleichung, die diese Entdeckung beschreibt, steht nun zu seinen Ehren auf seinem Grabstein.
S- Entropie; k- Boltzmann-Konstante; W-Wahrscheinlichkeit
Video bearbeitet und untertitelt, entnommen aus einer BBC-Dokumentation „Order and Disorder, The History of Energy“