„Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik“ – Versionsunterschied – Wikipedia

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{{Lückenhaft|Jegliche Angaben zur '''[[Geschichte]]''' seines Gegenstandes.|2=Dem Artikel}}

Der '''Zweite Hauptsatz der [[Thermodynamik]]''' trifft auf der Basis von [[Beobachtung]] Aussagen über die Richtung von Prozessen und das Prinzip der [[Irreversibler Prozess|Irreversibilität]]. AusEs demgibt Zweitendafür Hauptsatzkeinen [[Beweis (Logik)|Beweis]]. Aus ihm lassen sich die Definition der [[Thermodynamische Temperatur|thermodynamischen Temperatur]] und die [[Zustandsgröße]] der [[Entropie]] herleiten.<ref name=":0" /> Ebenso folgt aus dem Zweiten Hauptsatz der [[Thermodynamik]]daraus die Unterscheidung von [[Exergie]] und [[Anergie]] und die Tatsache, dass der [[Wirkungsgrad]] einer [[Wärmekraftmaschine]] den [[Carnot-Wirkungsgrad]] nicht überschreiten kann.

== Gültigkeit ==▼

== Formulierungen der Aussagen des Zweiten Hauptsatzes ==▼

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Für den Zweiten Hauptsatz der Thermodynamik haben sich viele unterschiedliche, teils äquivalente Formulierungen etabliert, von denen einige im Folgenden wiedergegeben werden:▼

Auch ausgehend von der Grundgleichung der Quantentheorie, der Vielteilchen-[[Schrödingergleichung]], gelang bisher keine Beweisführung für das fundamentale Gesetz der klassischen Physik in seiner allgemeinen Gültigkeit für beliebige makroskopische Systeme. Umgekehrt stellt auch die ''Schrödingergleichung'' nur eine Beobachtung dar und es fehlt eine Beweisführung für ihre allgemeine Gültigkeit in quantenmechanischen Systemen für beliebige makroskopische Systeme, ausgehend von den Hauptsätzen der Thermodynamik und der Physik allgemein.

Hinsichtlich der Gültigkeit des Zweiten Hauptsatzes ist zwischen dem mikroskopischen bzw. submikroskopischen und dem makroskopischen Bereich zu unterscheiden. So können bei der [[Brownsche Bewegung|Brownschen Molekularbewegung]] Teilchen nicht nur aus der Bewegung zur Ruhe kommen, sondern aus der Ruhe auch wiederum in Bewegung geraten. Der letztere Vorgang entspricht dabei der Umwandlung von Wärmeenergie in die höherwertige Bewegungsenergie und muss mit der Abkühlung der Umgebung einhergehen.<ref>Alfred Lottermoser: ''Kurze Einführung in die Kolloidchemie.'' Dresden/Leipzig 1944, S. 70–71.</ref>▼

▲== Formulierungen der Aussagen des Zweiten Hauptsatzes ==

▲Für den Zweiten Hauptsatz der Thermodynamik haben sich viele unterschiedliche, teils äquivalente Formulierungen etabliert, von denen einige im Folgenden wiedergegeben werden:

* [[Wärme]] kann nicht ''von selbst'' von einem Körper niedriger Temperatur auf einen Körper höherer Temperatur übergehen.

* Wärme kann durch eine periodisch arbeitende Maschine ''nicht vollständig'' in Arbeit umgewandelt werden. Dies wäre eine Realisierung eines [[Perpetuum mobile]] zweiter Art.

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* Das [[Thermodynamisches Gleichgewicht|Gleichgewicht]] isolierter thermodynamischer Systeme ist durch ein Maximalprinzip der Entropie ausgezeichnet.

== Aussagen des Zweiten Hauptsatzes ==

=== Vorzugsrichtung von Prozessen ===

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik in der Formulierung von [[Rudolf Clausius|Clausius]] lautet:

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Insgesamt sieht man also, dass die Energieformen Wärme und Arbeit von der konkreten Realisierung des Prozesses abhängen. In der Thermodynamik benutzt man die Bezeichnung <math>d</math> für Differentiale von Zustandsgrößen und <math>\delta</math> für infinitesimal kleine Änderungen von Nicht-Zustandsgrößen. Ein System besitzt in einem Zustand eine bestimmte Energie, Entropie, Volumen etc., aber keine Wärme oder Arbeit.

Noch eine Anmerkung: Bei Prozess (1) verlässt das System den thermodynamischen Zustandsraum. Die Zustände, die das System zwischen Anfangs- und Endzustand einnimmt, sind keine thermodynamischen Gleichgewichtszustände. Daher sind die Differentiale im 1. Hauptsatz nicht definiert. Dieser gilt jedoch auch für endliche Differenzen. Die obige Betrachtung ist auch für einen nicht-quasistatischen Prozess korrekt.!-->

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▲== Gültigkeit ==

Der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik stellt eine Erfahrungstatsache dar. Es ist bis heute nicht gelungen, dieses fundamentale Gesetz der klassischen Physik in seiner allgemeinen Gültigkeit für beliebige makroskopische Systeme ausgehend von der Grundgleichung der Quantentheorie, der Vielteilchen-[[Schrödingergleichung]], zu beweisen.

Dies gilt selbstverständlich auch umgekehrt: Die Schrödingergleichung stellt eine Erfahrungstatsache dar. Es ist bis heute nicht gelungen, die allgemeine Gültigkeit dieses fundamentalen Gesetzes quantenmechanischer Systeme für beliebige makroskopische Systeme, ausgehend von den Hauptsätzen der Physik (und nicht nur der Thermodynamik), zu beweisen.

▲Hinsichtlich der Gültigkeit des Zweiten Hauptsatzes ist zwischen dem mikroskopischen bzw. submikroskopischen und dem makroskopischen Bereich zu unterscheiden. So können bei der [[Brownsche Bewegung|Brownschen Molekularbewegung]] Teilchen nicht nur aus der Bewegung zur Ruhe kommen, sondern aus der Ruhe auch wiederum in Bewegung geraten. Der letztere Vorgang entspricht dabei der Umwandlung von Wärmeenergie in die höherwertige Bewegungsenergie und muss mit der Abkühlung der Umgebung einhergehen.<ref>Alfred Lottermoser: ''Kurze Einführung in die Kolloidchemie.'' Dresden/Leipzig 1944, S. 70–71.</ref>

== Der Zweite Hauptsatz als Kraftgesetz ==