Diskussion:Thermodynamik

thermodynamische Temperatur und Celsius-Temperatur

... sind meiner Meinung nicht zwei verschiedene physikalische Größen, sondern dieselbe physikalische Größe in verschiedenen Skalen ausgedrückt. @Wassermaus, wo ist das anders belegt? --Bleckneuhaus (Diskussion) 12:28, 28. Mär. 2025 (CET)

Die Referenz ist die SI-Broschüre 9. Auflage (engl.) Seite 133: "As a result of the way temperature scales used to be defined, it remains common practice to express a thermodynamic temperature, symbol T, in terms of its difference from the reference temperature T₀ = 273.15 K, close to the ice point. This difference is called the Celsius temperature, symbol t, which is defined by the quantity equation

t = T − T₀.

The unit of Celsius temperature is the degree Celsius, symbol °C, which is by definition equal in magnitude to the unit kelvin.

Ich zitiere hier aus meinem eigenen Beitrag in Diskussion:Internationales_Einheitensystem/Archiv/1#Grad_Celsius_2:

<BEGINN ZITAT>Alle sind sich einig, dass Badewasser mit 30 °C dieselbe Temperatur hat wie Badewasser mit 303,15 K. Alle sind sich einig, dass ein Lineal mit 25,4 cm Länge genauso lang ist wie eines mit 10 Inch Länge. Nur: Zahl und Einheit dürfen bekanntlich wie mathematische Produkte behandelt werden (In expressing the value of a quantity as the product of a numerical value and a unit, both the numerical value and the unit may be treated by the ordinary rules of algebra. - SI-Broschüre 5.4.1). Und das funktioniert bei der Temperatur nicht. Man kann zwar schreiben <math>\ell=25{,}4\,\mathrm{cm}=10\,\mathrm{inch}</math>, aber man nicht schreiben <math>T=30\,^\circ\mathrm{C}=303{,}15\,\mathrm{K}</math>, denn letztes würde implizieren <math>1\,^\circ\mathrm{C}/1\,\mathrm{K}=303{,}15/30</math>.

Als Lösung wurde gewählt: <math>t=30\,^\circ\mathrm{C}</math> und separat <math>T=303{,}15\,\mathrm{K}</math>. Das heißt, bei der Länge macht man den Unterschied bei den Einheiten fest (eine Größe <math>\ell</math> und zwei Einheiten); bei der Temperatur macht man die Trennung über zwei Größen fest: „thermodynamische Temperatur“ T und „Celsius-Temperatur“ t. Das ist zweifellos suboptimal, da das eine künstliche Schaffung eine zusätzlichen Größe „aus historischen Gründen“ ist. Aber es ist machbar. Zum Beispiel kann man das Stefan-Boltzmann-Gesetz sowohl schreiben P=σ·A·T⁴ also auch als P=σ·A·(t+T₀)⁴. [...] Da wir hier die Trennung über die Größe haben, könnten wir mit einer Einheit „Grad“ auskommen. Man würde also sagen: „Die thermodynamische Temperatur des Badewassers ist 303,15 Grad“ und „Die Celsius-Temperatur des Badewassers ist 30 Grad.“ Das funktioniert. Nur die Realität ist: der Physiker sagt einfach „Temperatur“ und meint T, Otto Normalverbraucher sagt ebenfalls einfach „Temperatur“ und meint t. Aus diesem Grund hat man zusätzlich(!) zum „Grad“ (jawohl zusätzlich, das „Grad“ gab es wirklich – siehe [1] Fußnote 3) noch °K und °C eingeführt (historisch war die Reihenfolge anders) und festgelegt, dass das „Grad“ bei T als °K und bei t als °C bezeichnet wird – so wie J/kg bei Energiedosis Gray und bei Äquivalentdosis Sievert heißt. <ENDE ZITAT> (Später hat man das "Grad" abgeschafft und °K in K umbenannt.)

Gruß von der Wassermaus (Diskussion) 23:43, 28. Mär. 2025 (CET)

<math>t</math> ist die Zeit. Die Celsius-Temperatur ist <math>\vartheta</math>. Differenzen von Celsius-Temperaturen werden außer in den Fernsehnachrichten aber immer in Kelvin angegeben. Ist das bei Fahrenheit/Rankine eig. auch so? --Rôtkæppchen₆₈ 00:04, 29. Mär. 2025 (CET)

Lieb-Yngvason in einer Reihe mit Carnot, Clausius, Boltzmann ....

Mir kommt, diplomatisch gesagt, die Auswahl Abschnittsüberschriften im Kapitel Geschichte unausgewogen vor. Vielleicht blamiere ich mich ja gerade, aber statt Lieb-Yngvason würde ich Caratheodory die Ehre geben und den Abschnitt entsprechend umordnen. --Bleckneuhaus (Diskussion) 08:21, 26. Jun. 2025 (CEST)

Ich stimme dir uneingeschränkt zu!

Die Arbeit Caratheodories hat eine zentrale Bedeutung, sie hat weitere Arbeiten in diesem Gebiet stark beeinflusst und wird in der Literatur und auch in Lehrbüchern häufig erwähnt.

Die Arbeit, Lieb-Yngvason 1999, ist ein bemerkenswert abstrakter Entwurf, er geht letztlich von Gedanken Caratheodories aus, hat aber wohl lange nicht die große Bedeutung wie die Arbeit Caratheodories. Siehe hierzu Adiabatische_Zustandsänderung#Geschichte --ArchibaldWagner (Diskussion) 12:58, 26. Jun. 2025 (CEST)

Rücksetzung

Liebe/r Benutzer:Rotkaeppchen68,

jemand änderte etwas vage vorherige Formulierung

In umgekehrter Richtung dagegen lässt sich vorhandene Wärmeenergie nur teilweise und nur mit hohem technischen Aufwand in diese anderen Energien umwandeln.

zu der nachvollziehbaren Erläuterung

Aus Wärmeenergie hingegen lässt nur Arbeit gewinnen, wenn eine Wärmequelle bzw. eine Wärmesenke vorhaben ist, zudem ist diese Umwandlung nur teilweise und nur mit technischem Aufwand möglich.

Du hattest diese Bearbeitung mit der pauschalen Aussage "keine Verbesserung" zurückgesetzt.

Ich fände es sinnvoll, bei der Rücksetzung von Bearbeitungen (die kein offensichtlicher Unfug sind) den konkreten Grund der Rücksetzung anzugeben, damit das für andere nachvollziehbar ist.

Vielleicht magst Du das noch nachholen?

vielen Dank, kai kemmann Verweis=Benutzer_Diskussion:KaiKemmannVerbessern statt löschen 04:53, 10. Jul. 2025 (CEST)

Wie im Bearbeitungskommentar genannt: Ich halte die geänderte Formulierung nicht für eine Verbesserung der ursprünglichen Formulierung. --Rôtkæppchen₆₈ 11:14, 10. Jul. 2025 (CEST)

Ein bisschen mehr zur Erklärung wäre vielleicht angebracht, ich übernehme das, war nämlich auch schon dabei, das zurückzusetzen. Der neue Text war nicht nur falsches Deutsch, sondern hatte für die Einleitung auch zu viele Details (das komt doch alles später ausführlich), und außerdem falsche Formulierung(en). Natürlich lässt sich aus Wärmeenergie Arbeit gewinnen, bei isothermer Entspannung des idealen Gases sogar zu 100%. Nur eben nicht als kontinuierlicher Prozess. --Bleckneuhaus (Diskussion) 16:09, 10. Jul. 2025 (CEST)

Das Beispiel mit der isothermen Entspannung ist zumindest irritierend. Beim idealen Gas hängt die innere Energie ja nur von der Temperatur ab! Die isotherme Entspannung beim Carnot-Zyklus ist eine Idealisierung mit einem "unendlich" großen Energiereservoir und einer "unendlich kleinen" Temperaturdifferenz zwischen dem Reservoir und dem Zylindergas. Die "Wärmeenergie" für die Arbeit kommt dabei aus dem Reservoir. Aber richtig ist, man braucht keine Wärmesenke, siehe hierzu die Adiabatischen Zustandsänderungen.

Ob in der Einleitung zur Thermodynamik der zumindest quantitativ nicht einfach zu vermitteltende Begriff der Exergie didaktisch sinnvoll und nützlich ist, bezweifle ich. --ArchibaldWagner (Diskussion) 22:10, 10. Jul. 2025 (CEST)

Unter Umständen also bei der Expansion sogar mehr als 100%! Der Vorteil geht jedoch verloren bei der anschließenden Kompression. Hier muss wieder mehr Arbeit zugeführt wird als annergie abgegeben wird (DW größer ist als DS ! Also wird DU insgesamt wachsen) und bei der anschließenden isocore+Isotherme wird es bei der Expansion ebsprechend auch weniger Wärme aufnehmen als Arbeit abgeben. --Erol2k (Diskussion) 23:59, 10. Jul. 2025 (CEST)

Kann mich dem auch nur anschließen: Ich halte die geänderte Formulierung auch nicht für eine Verbesserung der ursprünglichen Formulierung. Zusätzlich war sie fehlerhaft. --PeterZF (Diskussion) 16:36, 10. Jul. 2025 (CEST)

@ArchibaldWagner: Über Dein Irritiertsein bin ich nun meinerseits irritiert. <math>W=-Q</math> gilt doch immer, wenn <math>\Delta U=0</math>. Der Witz bem Idealen Gas ist, dass es einen dafür geeigneten Prozess gibt, bei dem Wärme nur in einer Richtung fließt. Wie so oft in derThermodynamik, ist der Prozess in so idealer Form nicht ganz genau realisierbar, kann aber beliebig genau angenähert werden. Was irritiert dabei? --Bleckneuhaus (Diskussion) 16:37, 11. Jul. 2025 (CEST)

Als Student hatte ich mir sehr schwer mit diesen Grenzbetrachtungen getan und ich denke, auch heute noch dürften diese Idealisierungen für viele Wikipedia-Leser und Einsteiger in das Gedankengebäude der Thermodyanmik eine rechte Hürde sein; eine Folge von realisierbaren Prozessen deren Grenzprozess aber niemand im Labor nachstellen kann. Zum anderen könnte man m.E. bei deiner Formulierung auch auf die Idee kommen, dass du hier von der thermischen Energie des idealen Gases sprichst, was den Leser auf eine falsche Fährte bringen könnte, deswegen mein Wortwahl irritieren.

Wenn es einfachere Argumente gibt, besonders im Bereich der Einleitung, lass uns diese nutzen.

Dazu findet man nicht selten in der Literatur, dass man ohne Temperaturdifferenz keine Arbeit aus "Wärme" gewinnen kann, dieses aber meist im Kontext mit der Erläuterung von Wärmekraftmaschinen, wo dann ein Leser schnell einen Widerspruch vermutet, weil er den Kontext, in dem eine Aussage gemacht wurde, übersieht bzw. unerlaubt verallgemeinert.

Diese Diskussion hier las ich gestern und dachte: na ja mit der 100% Umwandlung, das könnte doch leicht einen Widerspruch hervorrufen, außerdem fällt vielen Lesern dabei vielleicht nicht so schnell ein Prozessschritt im Carnot-Prozess ein.

Wie auch immer, ich finde es toll, wie Du hier in der Physik die Wikipedia-Artikel beobachtest und ggf. berichtigst und oft eine gute Formulierung findest, ganz herzlichen Dank dafür. --ArchibaldWagner (Diskussion) 21:56, 11. Jul. 2025 (CEST)

Ja, danke, man tut ja was man kann. Und zur Sache: möchtest Du auch die jetzige Formulierung lieber ändern und präzisieren? Zu bedenken ist doch, dass es sich um die einleitenden Sätze zur ganzen Thermodynamik handelt. --Bleckneuhaus (Diskussion) 22:33, 11. Jul. 2025 (CEST)

Einleitung

Warum wird der dritte Hauptsatz der Thermodynamik in der Einleitung nicht erwähnt? --Seth Cohen 20:40, 20. Aug. 2025 (CEST)