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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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 TomS Verfasst am: 18. Jun 2014 22:11 Titel: |
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Diese Vorgehensweise verschleiert natürlich, dass die Entropie eine Zustandsgröße ist und unabhängig von dem o.g. komplizierten Prozess definiert werden kann.
Ich halte die ganze Entropiedefinition im Rahmen der Thermodynamik für überholt und allenfalls für historisch interessant. Entropie kann und soll mikroskopisch definiert werden. Das setzt natürlich voraus, dass man die Physik der letzten 100 Jahre versteht und didaktisch aufbereitet - aber das ist wohl zu viel verlangt - was nicht nur den KPK betrifft. Insofern dreht sich die ganze Diskussion sowieso nur darum, welche veraltete Darstellung weniger veraltet ist.
Und schon sind KPK und die Didaktiker DPG wieder harmonisch vereint in ihrem unsäglichen "physikalischen Historismus". Es geht in diesen ganzen Diskussionen doch schon lange nicht mehr darum, wie man Wissenschaft umfassend didaktisch aufbereitet, sondern wie man Wissenschaft so beschneidet, dass sie in ein unzureichendes didaktisches Korsett passt.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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Systemdynamiker
Anmeldungsdatum: 22.10.2008
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| Systemdynamiker Verfasst am: 19. Jun 2014 07:17 Titel: Zustandsgrösse |
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Soll der Unterricht das vermitteln, was im engen Fachbereich der Physik gerade geforscht wird, oder soll die Physik die jungen Leute auf Beruf und Leben "vorbereiten"? Da bin ich ganz klar der Meinung, dass die zweite Aufgabe die wichtigere ist. Und dazu gehört z.B. ein Grundverständnis für die Wärmepumpe, die Verbrennungsmotoren oder eben auch für das Atomkraftwerk dazu.
Eine sehr schöne Erklärung von Energie und Entropie liefer zum Beispiel Martin Buchholz in seinem Science Slam (absolut empfehlenswert): https://www.youtube.com/watch?v=z64PJwXy--8
Dieses Video haben sich bald eine Viertelmillion Leute angesehen. Und solche Dinge sollte der Physikunterricht erklären. Nur ist Martin Buchholz leider halt nur Maschineningenieur und kein göttlich erleuchteter "Chügeliphysiker".
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Herzliche Grüsse Werner Maurer |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 19. Jun 2014 12:28 Titel: Re: Zustandsgrösse |
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| Systemdynamiker hat Folgendes geschrieben: | | Soll der Unterricht das vermitteln, was im engen Fachbereich der Physik gerade geforscht wird ... |
nein; aber die letzten 100 Jahre wären schon OK, oder?
| Systemdynamiker hat Folgendes geschrieben: | | ... soll die Physik die jungen Leute auf Beruf und Leben "vorbereiten"? Da bin ich ganz klar der Meinung, dass die zweite Aufgabe die wichtigere ist. Und dazu gehört z.B. ein Grundverständnis für die Wärmepumpe, die Verbrennungsmotoren oder eben auch für das Atomkraftwerk dazu. |
genau; und dabei lassen wir wieder die letzten 100 Jahre weg?
heute kannst du in jedem Blog, Forum, Wiki-Artikel, ... was zu modernen Entwicklungen ("modern" wieder im Sinne von 100 Jahren ;-) nachlesen, nur im Unterricht lassen wir's weg, weil wir nicht wissen, wie wir's unterrichten sollen
ich behaupte nach wie vor, dass die Ursache der Selbstbeschränkung nicht in einem bewussten und positiven Wählen bestimmter Themen zu suchen ist, sondern in einer unbewussten Kapitulation vor den nicht hinreichend verstandenen, "schwierigen" Themen
wenn dann noch subjektive Geschmäcker (magnetische Monopole, ...) hinzukommen wird's natürlich besonders absurd
| Systemdynamiker hat Folgendes geschrieben: | | Nur ist Martin Buchholz leider halt nur Maschineningenieur und kein göttlich erleuchteter "Chügeliphysiker". |
es sollte halt das in der Verpackung drin sein, was draufsteht; wenn man meint, man müsse Technik, Ingenieurwesen, Systemdynamik, etc. unterrichten, dann soll man das Kind eben beim Namen nennen, einen anderen Titel auf die Bücher drucken, ein anderes Forum einrichten, ..., und ich werde sofort aufhören, meinen Senf dazuzugegeben
btw.: das trifft natürlich auch auf andere Fächer zu; wenn ich daran zurückdenke, was mein Chemielehrer in der 11. Klasse zu Orbitalen und Atombau zu sagen wusste, dann fällt mir rückblickend dazu - und zu vielen anderen Themen - nur das si tacuisses, philosophus mansisses ein
PS. was sind eigtl. "Kügelchenphysiker"? ich hoffe, die Übersetzung stimmt ;-)
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Zuletzt bearbeitet von TomS am 19. Jun 2014 12:39, insgesamt 3-mal bearbeitet |
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5786
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| as_string Verfasst am: 19. Jun 2014 12:35 Titel: Re: Zustandsgrösse |
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| Systemdynamiker hat Folgendes geschrieben: | | Soll der Unterricht das vermitteln, was im engen Fachbereich der Physik gerade geforscht wird, |
Du willst jetzt aber nicht damit andeuten, dass die Herleitung der Thermodynamik aus der Statistischen Physik etwas besonders Neues wäre und selbst die Grundlagen Gegenstand aktueller Forschung?
| Systemdynamiker hat Folgendes geschrieben: | | oder soll die Physik die jungen Leute auf Beruf und Leben "vorbereiten"? Da bin ich ganz klar der Meinung, dass die zweite Aufgabe die wichtigere ist. Und dazu gehört z.B. ein Grundverständnis für die Wärmepumpe, die Verbrennungsmotoren oder eben auch für das Atomkraftwerk dazu. |
Ich bin der Meinung, dass man Leute am besten aufs Leben vorbereitet, wenn man ihnen Werkzeuge gibt, mit denen sie sich vertiefende Kenntnisse später nach Bedarf selbst beibringen können und Zusammenhänge erkennen.
Meiner Erfahrung nach, hatten eben z. B. meine Mitschüler (und ich auch...) eben nach der Schule kein Grundverständnis für diese Dinge entwickelt, obwohl auch bei uns das offenbar für wichtig gehalten wurde. Das mag bei Dir etwas anders sein, weil es ja auch keine allgemeinbildende Schule ist, so wie ich das mitbekommen hatte, aber bis zum Abi werden die wenigsten da Grundverständnisse entwickeln.
Aber wenn man die Grundzüge der Statistischen Physik erklärt (ich bin der Meinung, das kann man auch in der Schule tun... mein Prof hat immer gesagt: "eigentlich ist das nichts anderes als intelligentes Abzählen". Naja, auch das kann schnell kompliziert werden, aber man kann sich da sicherlich auch etwas beschränken) und aus dem mikrokanonischen Assemble herleitet, was Entropie ist, dann haben die Schüler wirklich etwas grundlegendes verstanden: Nämlich dass die Unumkehrbarkeit von manchen thermodynamischen Prozessen eben auf statistische Eigenschaften eines Kollektivs von Objekten zurück geht.
Weil Du sagst, aufs Leben vorbereiten: der Begriff Entropie spielt z. B. auch in der Informatik eine Rolle, wenn es z. B. um das Komprimieren von Daten geht etc. Mit der Herleitung aus der Statistischen Physik kann man verstehen, wo der Zusammenhang ist. Mit der phänomenologischen Erklärung/Definition aus der Thermodynamik eher nicht.
Statistische Physik hat auch Methoden entwickelt, die z. B. sogar in der Biologie erfolgreich verwendet werden. Das ganze hätte also sogar Interdisziplinär einen Sinn.
Demgegenüber finde ich es ziemlich uninteressant, wie ein Verbrennungsmotor thermodynamisch gesehen jetzt funktioniert oder nicht... Letztlich kann man sich das dann einfacher und mit einem viel tieferen Verständnis erschließen, wenn man vorher von Entropie in der Statistischen Physik gehört hat.
Außerdem heißt das Fach ja schon Physik und nicht Maschinenbau oder Verfahrenstechnik oder überhaupt Technik, zumindest an einer allgemeinbildenden Schule...
| Systemdynamiker hat Folgendes geschrieben: | | Nur ist Martin Buchholz leider halt nur Maschineningenieur und kein göttlich erleuchteter "Chügeliphysiker". |
Chügeli ist was zu essen, oder?
Gruß
Marco |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 19. Jun 2014 12:43 Titel: |
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Danke, Marco
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 19. Jun 2014 13:04 Titel: Re: Zustandsgrösse |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | ich behaupte nach wie vor, dass die Ursache der Selbstbeschränkung nicht in einem bewussten und positiven Wählen bestimmter Themen zu suchen ist, sondern in einer unbewussten Kapitulation vor gerade den anderen Themen |
Ganz am Rande ein Hinweis (für Leute mit Kindern diesen Alters): In der Grundschule wird ein Laberfach "Mathematik und Naturwissenschaften" (MaNat, heißt überall anders) installiert. Dort werden lustige "Experimente" durchgeführt, auf Kindergartenniveau interpretiert (jedem Physiklehrer krümmen sich dabei die Fußnägel) und von unkundigem Personal kreuzworträtsel-mäßig als Frage / Antwort geübt.
Hört sich lustig an, hat aber böse Auswirkungen in der physikalischen Schulbildung: Zum einen glauben diese Schüler später, die entsprechenden Effekte schon längst zu kennen oder verstanden zu haben; die Motivation ist weg. Zweitens wird der Kernbereich, die eigentliche Zielstellung des Faches (Entwicklung eigener Lösung und deren Kontrolle durch Experimente usw.) sabotiert. Man erwartet nur noch quizhafte Frage - Antwort - Spielchen, weit über die Physik hinaus.
Jeder ernsthafte, nachdenkliche Mensch steht inzwischen als dämlich da. Solche Bilder wie von dem Solvay Kongreß 1924 mit deutschen Spitzenphysikern wird es wohl nicht mehr geben ... :-)
Um Mißverständnissen vorzubeugen: Natürlich sind jüngere Kinder neugierig und voller Fragen und man sollte dem möglichst viel nachgehen. Aber nicht im Sinne vorgestanzter Antworten, sondern eher mit Anregungen zum eigenen Weiter"forschen". Ein "Weiß ich nicht; aber man könnte mal dies und das probieren oder dort nachlesen" dürfte häufig das Sinnvollste sein.
mfG |
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
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| as_string Verfasst am: 19. Jun 2014 15:00 Titel: |
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Hallo,
vielleicht um gerade den Punkt mit der Entropie und der Statistischen Physik noch etwas klarer zu machen:
Wenn ich in Deinem Misch-Beispiel erkläre, dass es um viele Größenordnungen mehr Zustände gibt, die man makroskopisch "gemischt" nennen würde, als solche, bei denen die Substanzen getrennt sind und deshalb die Wahrscheinlichkeit für irgendeinen "gemischt" Zustand auch entsprechend größer ist, als für einen getrennten/geordneten und es deshalb niemals (zumindest in wirklich sehr langer Zeit nicht...) von alleine vom einem gemischten zu einem geordneten Zustand kommen kann, dann habe ich doch einen wirklich grundlegenden Zusammenhang verstanden, der nicht wirklich übermäßig kompliziert ist, aber etwas ganz grundlegendes über unsere Natur wie wir sie im Makroskopischen erleben aussagt und den Zusammenhang zu dem mikroskopischen herstellt.
Da ist doch dann eine Zustandssumme sofort verständlich und logisch und die Definition einer Entropie dann auch. Dann ist die Entropie plötzlich nicht mehr so eine magische Größe, die halt auf magische Art immer nur ansteigen kann.
Wie will man denn sonst erklären, dass zwar physikalische Vorgänge zumindest in der klassischen Mechanik immer auch umkehrbar sind, aber in der realen Welt eben zwei Substanzen sich zwar von alleine mischen, aber niemals entmischen werden? Das kann und muss man doch dann über diese Tatsache erklären, dass es eine Summe von Zuständen gibt, die physikalisch alle gleichwahrscheinlich sind, aber die Anzahl der Mischzustände dabei viel viel viel (usw) mehr sind, als die der gemischten.
In meinen Augen ist so eine Erkenntnis, die man sich im Übrigen auch merken kann, nicht so wie irgendwelche auswendig gelernten Formeln, viel wertvoller, als dass ich weiß wie in einem Motor oder Kraftwerk Gase komprimiert, explodiert, dekomprimiert, erwärmt, abgekühlt etc. werden. Bzw. wenn man verstanden hat, woher das mit der Entropie eigentlich kommt, hat man zu diesen Vorgängen auch eine ganz andere Sicht und eine viel größere Einsicht auch!
Dabei wird auch klarer, dass die Statistische Physik etwas grundlegend anderes ist, als die Mechanik: Es geht nicht so wirklich um physikalische Gesetzmäßigkeiten, wie Kräfte und Bewegung und wie genau die Energie eines Systems sich ergibt, etc. Sondern sie ist ähnlich wie die Mathematik dem übergeordnet und kann selbst dann noch funktionieren, wenn sich die darunterliegenden Theorien stark verändern, eben weil es allgemeinere Konzepte sind.
Wenn man das erkannt hat, ist der Schritt zu erkennen, dass man diese Konzepte eventuell auch auf völlig andere Sachgebiete anwenden könnte, auch nicht mehr weit.
Ich gebe Dir zwar recht, dass man sicherlich nicht schon in der Schule erwarten darf, dass Schüler zu schon halb-fertigen Physikern werden können. Und dass sicherlich die wenigsten jemals als Physiker arbeiten werden, aber doch einige mit einem Verbrennungsmotor in ihrem Auto zu tun haben werden und auch sicherlich mehr Leute Autos reparieren und konstruieren werden, als am CERN irgendwelche Teilchen aufeinander prallen lassen werden. Aber es kann doch auch nicht der Sinn des Lebens sein, immer nur alle Leute von Kindheit an stur auf das vorbereiten zu wollen, was sie mal später eventuell als Beruf machen könnten! Es ist doch eigentlich viel wichtiger, zumindest zu versuchen, Schülern ein tieferes Verständnis von Zusammenhängen unter anderem der Natur zu geben. Dafür muss doch auch das Fach Physik in der Schule da sein, um solche Zusammenhänge zu vermitteln und nicht um später das Gefühl zu haben, man hätte die Vorgänge in einem Automotor verstanden! Was übrigens dann auch gar nicht der Fall ist, wenn ich die statistische Betrachtung nicht kenne! Dann könnte ich eventuell noch irgendwelche Adiabaten und so berechnen, aber einem Verständnis, warum die Natur so ist, bin ich damit kein Stück näher gekommen.
Wenn ich wirklich später Ingenieur oder Kfz-Mechaniker werde, dann lerne ich diese Dinge so wie so noch. Wenn ich da aber in der Schule schon mal von Entropie als Zustandsgröße der Statistischen Physik gehört habe, dann tue ich mir sicherlich leichter, das zu verstehen und verstehe es auf einer tieferen Ebene.
Wenn Du auf einer Fachhochschule lehrst (so wie ich das mitbekommen habe?) mag der Schwerpunkt natürlich grundlegend anders sein. Aber auch dann wäre es viel sinniger, wenn die Leute vorher schon mal das mit der Statistik gehört hätte!
Gruß
Marco |
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Systemdynamiker
Anmeldungsdatum: 22.10.2008
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| Systemdynamiker Verfasst am: 01. Jul 2014 06:12 Titel: Impulsstrom |
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Ich bin wohl der letzte, der einem billigen Utilitrismus das Wort redet. Zudem sehe ich in der statistischen Mechanik auch einen eigenständigen Bildungswert. Die statistische Mechanik darf aber unter keinen Umständen als Ersatz für die Theromdynamik angesehen werden: man kann Thermodynamik nicht auf Mechanik reduzieren (und schon gar nicht auf klassische). Was man in der beschränkten Zeit, die einem an der Schule zur Verfügung steht, unterrichtet, hängt von vielen Faktoren ab. Der Entscheid darüber ist letztendlich mehr oder weniger willkürlich. Wenn aber die Schülerinnen und Schüler am Schluss behaupten, dass Wärme eine anderes Wort für die kinetische Energie der Teilchen ist, dann ist das doppelt falsch: erstens ist Wärme als bezüglcih eines Systems thermisch ausgetauschte Grösse definiert (also keine Zustandsgrösse) und zweitens hängt es von der Systemgrenze ab, ob eine Energie als kinetische (dann betrachter man das einzelnde Teilchen) oder als innere (dann betrachtet man das Gas) bezeichnet wird. Die statistische Interpretation der Mechanik führt zweifellos zu grundlegenden Einsichten in die Physik, engt aber das Blickfeld auf Gleichgewichtsthermodynamik ein.
In der Mechanik sehe ich mehr Handlungsbedarf. Wenn man die Newtonschen Gesetze aus Ausgangspunkt nimmt, dann hat man einen langen Weg, bis man die Impulsbilanz im Kontinuum sauber formuliert kann. Auf diesem Weg bleiben dann viele hängen (unter anderem die Experten der DPG). Auch die analytische Mechanik (Lagrange-Hamilton) folgt nicht direkt aus den Newtonschen Gesetzen (die Mechanik von Landau-Lifschitz beginnt direkt mit der Lagrangefunktion und dem Prinzip der kleinsten Wirkung). Deshalb vertrete ich die Auffassung, dass man direkt mit dem Impuls und dem Drehimpuls als mengenartige Grössen beginnen sollte. Sobald man den Impuls als Menge begriffen hat, liegt der Begriff Impulsstrom und das zugehörige Mass, die Impulsstromstärke, auf der Hand. Wer nun behauptet, dass es diesen Strom in der Physik nicht gibt, der ist ....
Ich denke, dass ich nach mehr als dreissig Jahren Aufbauarbeit, einen Zugang zur Mechanik geschaffen habe, der eine echte Alternative zum Weg über Newton-Euler darstellt. Dazu mein 7. Video zum Thema Car Crash: https://www.youtube.com/watch?v=h18lXEbVx80
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Herzliche Grüsse Werner Maurer |
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
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| as_string Verfasst am: 01. Jul 2014 11:49 Titel: Re: Impulsstrom |
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| Systemdynamiker hat Folgendes geschrieben: | | Die statistische Mechanik darf aber unter keinen Umständen als Ersatz für die Theromdynamik angesehen werden: man kann Thermodynamik nicht auf Mechanik reduzieren (und schon gar nicht auf klassische). Was man in der beschränkten Zeit, die einem an der Schule zur Verfügung steht, unterrichtet, hängt von vielen Faktoren ab. Der Entscheid darüber ist letztendlich mehr oder weniger willkürlich. Wenn aber die Schülerinnen und Schüler am Schluss behaupten, dass Wärme eine anderes Wort für die kinetische Energie der Teilchen ist, dann ist das doppelt falsch: erstens ist Wärme als bezüglcih eines Systems thermisch ausgetauschte Grösse definiert (also keine Zustandsgrösse) und zweitens hängt es von der Systemgrenze ab, ob eine Energie als kinetische (dann betrachter man das einzelnde Teilchen) oder als innere (dann betrachtet man das Gas) bezeichnet wird. Die statistische Interpretation der Mechanik führt zweifellos zu grundlegenden Einsichten in die Physik, engt aber das Blickfeld auf Gleichgewichtsthermodynamik ein. |
Ich bin sicherlich kein Experte für statistische Physik und auch nicht für Thermodynamik. Aber wenn ich Deinen Abschnitt hier so lese gewinne ich den Eindruck, dass Du auch genau diesen Zusammenhang zwischen statistischer Physik und Thermodynamik auch durchdrungen hast (bitte nicht als Beleidigung auffassen, ich mag da auch vollkommen falsch liegen, etc...). In der statistischen Physik ist das ideale Gas vielleicht ein Beispielsystem, bei dem sich die Teilchenenergie eben in Form von kinetischer Energie äußert, aber die statistische Physik geht da viel allgemeiner vor.
Gruß
Marco |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 01. Jul 2014 13:29 Titel: |
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Lange Rede kurzer Sinn: der Begriff Entropie ist ohne die statistische Mechanik nicht vernünftig vermittelbar.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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Jayk
Anmeldungsdatum: 22.08.2008
Beiträge: 1450
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| Jayk Verfasst am: 01. Jul 2014 19:10 Titel: |
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@Systemdynamiker: Die Vorgehensweise im Landau-Lifschitz Mechanik-Band ist sehr elegant, aber absolut induktiv und pragmatisch. Übrigens sind die Landau-Lifschitz-Bände unter der Prämisse geschrieben, dass man schon ein grundlegendes Verständnis des jeweiligen Gebietes aus einer Vorlesung über allgemeine Physik hat (Im Feldtheorie-Band wird das auch explizit im Vorwort erwähnt). Die analytische Mechanik folgt jedenfalls unmittelbar aus den newtonschen Axiomen. Diese Entwicklung ist sehr schön im Buch "Mathematical Methods of Classical Mechanics" von V.I.Arnol'd gezeigt. Holonome Zwangsbedingungen sind ja Bestandteil des Problems, nicht der Mechanik an sich, denn ihre physikalische Ursache sprengt ja wohl den Rahmen klassischer Mechanik, würde also zwangsläufig zu einer physikalisch falschen Theorie führen. Dann ist eine Zwangsbedingung mathematisch äquivalent zum Grenzfall eines zusätzlichen, unendlich starken Potentials, was man wohl je nach Problem als vorhanden annehmen darf, das d'Alembertsche Prinzip ergibt sich als Folgerung(!) Ansonsten kann man auch das d'Alembertsche Prinzip zusätzlich postulieren und kommt unmittelbar auf die Lagrange-Gleichungen, was meiner Ansicht nach besonders klar in den Vorlesungen von Arnold Sommerfeld dargestellt wird.
Zur Entropie: Volle Zustimmung TomS. Wir hatten Anfang dieses Semesters Entropie in Experimentalphysik als rein thermodynamische Größe  eingeführt und am Ende dieses Semesters in theoretischer Physik als  . Jeder, den ich kenne, war von der thermodynamischen Definition eher verwirrt (klar, durch ausreichend Übungsaufgaben bekommt man irgendwie Vertrautheit, aber das ist eben nicht dasselbe wie Verständnis, was ich auch dem KPK als Mangel vorwerfen möchte) und empfand die statistische Definition als Gewinn (im Sinne von: echtes Verständnis). Und da diese beiden Ereignisse im Abstand von wenigen Monaten folgten, kann man da, denke ich, von einem direkten Vergleich sprechen. Ich bin auch durchaus der Ansicht, dass man (klassische) statistische Physik in der Schule vermitteln kann, wenigstens qualitativ. Ein Physikstudent kann sich 10^23-dimensionale Räume auch nicht besser vorstellen als ein Schüler.
Wegen der Anmerkung von Systemdynamiker, dass man sich dann auf Gleichgewichtsthermodynamik beschränkt: Zeig mir einen Schüler, der überhaupt weiß, was ein thermodynamisches Gleichgewicht ist. Ich empfinde das nicht als Einschränkung! Die Tendenz ist doch eher, dass überhaupt nicht vermittelt wird, unter welchen Einschränkungen die ganze "Theorie" überhaupt gültig ist (in dem Moment, wo eine physikalische Größe aber über Umgangssprache definiert wird, möchte ich mich auf den Standpunkt stellen, dass keine Theorie vorhanden, die Beschäftigung damit also Zeitverschwendung (oder meintwegen Esoterik) ist).
Apropos Gleichgewicht: Es sollte doch Prinzipiell möglich sein, ein Beispiel zu konstruieren, wo dS und dQ unterschiedliche Vorzeichen haben (dQ negativ, dS positiv). Daran könnte man auch überprüfen, wie gut oder schlecht überhaupt die Vorstellung Entropie=Wärme ist. |
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Systemdynamiker
Anmeldungsdatum: 22.10.2008
Beiträge: 594
Wohnort: Flurlingen
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| Systemdynamiker Verfasst am: 02. Jul 2014 05:18 Titel: Entropiebilanz |
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Bezüglich jedes Systems lassen sich verschiedene Blanzen formulieren. Zum Beispiel die Energie- und die Entropiebilanz
Solche Bilanzen können für jedes Sysstem formuliert werden, müssen aber, um dann ein Modell zu beschreiben, durch konstitutive Gesetze ergänzt werden. Bei Wärmeleitung hängen die beiden Stromstärken über die absolute Temperatur zusammen. Das ideale Gas wäre dann ein einfaches Modell, welches die rechte Seite beschreibt (homogen und reversibel).
Nimmt man nun einen Holzofen, der aufheizt, nimmt die Temperatur und damit auch der Entropieinhalt langsam (dS>0) zu. Dennoch kommt Wärme raus ( ). Die Wärme ist übrigens eine Prozessgrösse und die Entropie (als Inhalt) eine Zustandsgrösse, aber das kann man ja schon aus der Bilanzgleichung entnehmen.
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Herzliche Grüsse Werner Maurer
Zuletzt bearbeitet von Systemdynamiker am 06. Jul 2014 17:04, insgesamt einmal bearbeitet |
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Alter Physiker
Anmeldungsdatum: 15.04.2013
Beiträge: 55
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| Alter Physiker Verfasst am: 02. Jul 2014 12:17 Titel: |
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| Jayk hat Folgendes geschrieben: |
Apropos Gleichgewicht: Es sollte doch Prinzipiell möglich sein, ein Beispiel zu konstruieren, wo dS und dQ unterschiedliche Vorzeichen haben (dQ negativ, dS positiv). Daran könnte man auch überprüfen, wie gut oder schlecht überhaupt die Vorstellung Entropie=Wärme ist. |
Man findet mehr als genug, wenn man es umgekehrt macht, dQ positiv und dS negativ. Man muss sich nur die
Temperaturdefinition
anschauen und dann nach Systemen mit negativer Temperatur googeln. Oder bei Wiki nach Edward Mills Purcell suchen (Nobelpreisträger und Verfasser von Berkeley Band II).
Von Purcell und Pound stammt die erste diesbezügliche Arbeit:
E.M. Purcell, R.V.Pound: A Nuclear Spin System at Negative Temperature, Phys. Rev. 81, 279 – Published 15 January 1951
Viele Grüße
Alter Physiker
@ Systemdynamiker: Ich bin nicht DPG-Vorstandsmitglied, kenne aber Rudolf Lehn. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 02. Jul 2014 15:45 Titel: |
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man kann natürlich eine Entropiebilanzgleichung aufstellen, aber dadurch hat man noch lange nicht verstanden, was Entropie eigentlich ist!
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Systemdynamiker
Anmeldungsdatum: 22.10.2008
Beiträge: 594
Wohnort: Flurlingen
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| Systemdynamiker Verfasst am: 02. Jul 2014 18:36 Titel: |
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| Zitat: | man kann natürlich eine Entropiebilanzgleichung aufstellen, aber dadurch hat man noch lange nicht verstanden, was Entropie eigentlich ist!
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Die gleiche Frage könnte man bei der Energie, der Masse oder auch bei der elektrischen Ladung stellen. Weil Physik nicht auf Offenbarung beruht, gibt es keine allgmeingültige Wahrheiten, also kein ist! Aufgabe der Physik - oder jeder andern Naturwissenschaft - ist die Theoriebildung über Vorgänge in der Natur und deren empirische Überprüfung im Experiment. Modelle und Theorien sind umso besser, je kohärenter und konsistenter sie die Phänomene beschreiben können. Dabei spielt auch die Relevanz eine wesentliche Rolle.
Solange ich die Mechanik eines Planetensystems erklären will, komme ich mit der Punktmechanik sehr weit. Für eine turbulente Strömung in einem Rohrsystem eigenet sie sich dagegen kaum. Und so steht es auch mit dem Verhältnis von Thermodynamik und der statistisachen Mechanik. Wenn man nun der statistischen Mechanik einen höheren "Wahrheitsgeshalt" als der Thermodynamik zuschreibt, interpretiert man ideologiegestützt, womit sich jede weitere Diskussion erübrigt (wie bei der Jungfäulichkeit Marias).
Aufgrund einiger Beiträge und aus der Erfahrung aus meinem Studium gehe ich davon aus, dass die "Thermodynamik" an Universitäten immer noch so unterrichtet wird, wie sie von Clausius und andern vor 150 Jahren entwickelt worden ist. Um diesen Zugang zu begreiffen, muss man sich ziemlich intentensiv damit beschäftigen. Und weil man dazu keine Zeit hat, gilt die Thermodynamik als schwer verständlich.
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Herzliche Grüsse Werner Maurer |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 02. Jul 2014 22:06 Titel: |
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| Systemdynamiker hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | man kann natürlich eine Entropiebilanzgleichung aufstellen, aber dadurch hat man noch lange nicht verstanden, was Entropie eigentlich ist!
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Weil Physik nicht auf Offenbarung beruht, gibt es keine allgmeingültige Wahrheiten, also kein ist! |
Das behaupte ich auch nicht, das legst du mir in den Mund.
Entropie ist in der Thermodynamik lediglich über Beziehungen zu anderen, im wesentlichen gleichrangigen thermodynamischen Größen definiert. D.h. wir verstehen nicht, um was es sich dabei handelt. Entropie in der statistischen Mechanik wird dagegen als abgeleitete Größe mittels fundamentaleren, mikroskopischen Größen erklärt. Die Thermodynamik wird dadurch nicht entwertet, sie wird jedoch in Teilen motiviert bzw. erklärt.
Es geht weder um Ideologien noch um ewige Wahrheiten, sondern um physikalische Entwicklungen der letzten 120 Jahre.
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Jayk
Anmeldungsdatum: 22.08.2008
Beiträge: 1450
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| Jayk Verfasst am: 03. Jul 2014 22:31 Titel: |
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@Alter Physiker: Davon habe ich gehört, aber das finde ich schon etwas exotisch, zumal man daran nicht sieht, wie gut die Vorstellung "Entropie=Wärme" ist: Für "Wärme"=S spricht die Temperaturerhöhung, für "Wärme"=Q der Energiefluss. Mir ging es eher darum, ein Nichtgleichgewichtssystem zu nehmen und auszunutzen, dass  , deswegen auch der Vorschlag bezüglich der Vorzeichen.
Anmerkung am Rande: Thermodynamisch kann man auch ausgesprochen schlecht verstehen, was Entropie im Falle von nicht-quasistatischen Prozessen ist. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 04. Jul 2014 00:38 Titel: |
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| Jayk hat Folgendes geschrieben: | | Anmerkung am Rande: Thermodynamisch kann man auch ausgesprochen schlecht verstehen, was Entropie im Falle von nicht-quasistatischen Prozessen ist. |
Guter Punkt.
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Systemdynamiker
Anmeldungsdatum: 22.10.2008
Beiträge: 594
Wohnort: Flurlingen
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| Systemdynamiker Verfasst am: 04. Jul 2014 06:00 Titel: Nichtgleichgewichts-Thermodynamik |
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| Zitat: | | Anmerkung am Rande: Thermodynamisch kann man auch ausgesprochen schlecht verstehen, was Entropie im Falle von nicht-quasistatischen Prozessen ist. |
Wenn man die Entropie über die Zustandssumme definiert, kann man die Entropie bei nichtqauasistatischen Prozessen schlecht verstehen. Bringt man die Entropie als bilanzierfähige Grösse ins Spiel, dann kann man sie sogar an einem Science-Slam erklärren.
Wie z.B. Martin Buchholz: https://www.youtube.com/watch?v=z64PJwXy--8
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Herzliche Grüsse Werner Maurer |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
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| TomS Verfasst am: 04. Jul 2014 07:08 Titel: Re: Nichtgleichgewichts-Thermodynamik |
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| Systemdynamiker hat Folgendes geschrieben: | Bringt man die Entropie als bilanzierfähige Grösse ins Spiel, dann kann man sie sogar an einem Science-Slam erklären.
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Sorry, aber ich denke, du verstehst überhaupt nicht, auf was ich hinaus will.
Thermodynamik erklärt die Beziehung zwischen Größen (Energie, Entropie, Temperatur, Wärme, ...) ohne zu erklären, was diese Größen jeweils sind.
Entropie als "Maß der Unordnung" ist kein thermodynamisches Konzept. Und insofern kann man Entropie im Rahmen der Thermodynamik auch nicht umfassend verstehen.
| Systemdynamiker hat Folgendes geschrieben: | | Wenn man die Entropie über die Zustandssumme definiert, kann man die Entropie bei nichtqauasistatischen Prozessen schlecht verstehen. |
OK, weil es also ein bisschen komplizierter wird, lassen wir's gleich ganz bleiben. Du löst die didaktischen Schwierigkeiten dadurch, dass du den ganzen Themenkomplex ignorierst. So kann man das natürlich auch angehen ...
(ich bin auch nicht der Meinung, dass ein zugegebenermaßen sehr intelligenter Vortrag in einem Science Slam alle Antworten auf die Frage "was ist Entropie?" enthalten muss; der Vortrag ist ein super Einstieg, um das Thema anzureißen, mehr jedoch nicht; wenn du jedoch der Meinung bist, darüber hinaus gäbe es nichts mehr zu sagen, dann betreibst du keine Wissenschaft und keine seriöse Lehre; stell dir vor, du würdest heute in Biologie zwar die Evolution, nicht jedoch die Genetik und die Struktur der DNA unterrichten)
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Zuletzt bearbeitet von TomS am 04. Jul 2014 09:38, insgesamt einmal bearbeitet |
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
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| as_string Verfasst am: 04. Jul 2014 07:24 Titel: |
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Das ist genau der Punkt:
Er sagt irgendwann: "Was soll man sich also unter der Entropie vorstellen? Man stellt sich am besten gar nichts vor!"
Das ist einfach seit 120 Jahren nicht mehr Stand des Wissens. Inzwischen weiß man, woher das kommt und man gewinnt mit diesem Wissen ein viel tieferes Verständnis für Vorgänge in der Natur in sehr allgemeiner Art.
Schau doch mal: wenn sich ein Schüler fragt: warum sind manche physikalische Prozesse nicht umkehrbar? Dann gibst Du als Antwort: Weil die Entropie immer nur ansteigen kann! Das steht in Hauptsatz X...
Na toll... Dann kann der Schüler damit rechnen und Aufgaben lösen, super... Doch hat er an sich genau so wenig verstanden, wie vorher.
Heute können wir das erklären, warum das so ist und diese Zusammenhängen sind so universell, dass sie erstens einen tieferen Einblick in unsere Natur ermöglichen und gleichzeitig auf viele Dinge übertragbar sind, z B Biologie und Informatik.
Warum soll man das den Schülern verschweigen? Das ist einer der seltenen Fälle, wo man das warum wirklich erschöpfend beantworten kann!
Gruß
Marco |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
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| TomS Verfasst am: 04. Jul 2014 09:39 Titel: |
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| as_string hat Folgendes geschrieben: | Das ist genau der Punkt:
Er sagt irgendwann: "Was soll man sich also unter der Entropie vorstellen? Man stellt sich am besten gar nichts vor!"
Das ist einfach seit 120 Jahren nicht mehr Stand des Wissens. Inzwischen weiß man, woher das kommt und man gewinnt mit diesem Wissen ein viel tieferes Verständnis für Vorgänge in der Natur in sehr allgemeiner Art.
Schau doch mal: wenn sich ein Schüler fragt: warum sind manche physikalische Prozesse nicht umkehrbar? Dann gibst Du als Antwort: Weil die Entropie immer nur ansteigen kann! Das steht in Hauptsatz X...
Na toll... Dann kann der Schüler damit rechnen und Aufgaben lösen, super... Doch hat er an sich genau so wenig verstanden, wie vorher.
Heute können wir das erklären, warum das so ist und diese Zusammenhängen sind so universell, dass sie erstens einen tieferen Einblick in unsere Natur ermöglichen und gleichzeitig auf viele Dinge übertragbar sind, z B Biologie und Informatik.
Warum soll man das den Schülern verschweigen? Das ist einer der seltenen Fälle, wo man das warum wirklich erschöpfend beantworten kann!
Gruß
Marco |
Danke! Genau so!
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
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| TomS Verfasst am: 04. Jul 2014 09:47 Titel: |
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Aus Sicht der angewandten Physik ist dieser Blickwinkel natürlich ausreichend. Man kennt die Zusammenhänge zwischen thermodynamischen Größen sowie die Zustandsgleichungen. Jetzt kann man Probleme lösen.
Aber Physik ist mehr als angewandte Physik.
Man sollte doch fragen dürfen, woher eine Zustandsgeichung kommt und warum diese gilt; was Entropie mikroskopisch bedeutet; ...
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Systemdynamiker
Anmeldungsdatum: 22.10.2008
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| Systemdynamiker Verfasst am: 05. Jul 2014 07:31 Titel: Modellbildung in der Physik |
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Es geht nicht darum, die statistische Mechanik gegen die Thermodynamik auszuspielen, sondern darum, zu zeigen, dass es sich dabei um zwei verschiedene Modellstrukturen handelt.
Nehmen wir die Mechanik als Beispiel. Weil man früher keine Differentialgleichungen in Schulen hat lösen konnen (heute kann man Apps runterladen, die das können), hat man sich auf konstante Kräfte beschränkt. Von denen gibt es leider nur zwei, die Gewichtskraft und die Gleitreibungskraft. Also hat man eigentlich nur den Wurf (Abwurf in alle Richtungen) und den gleitenden Körper (horizontal und schief). Nun ist die Trockenreibung selber ein hochkomplexes Phänomen, mit dem sich auch heute noch viele Leute experimentell und theoretisch beschäftigen. Aber all das erzählt man den Schülern auch nicht.
Zurück zur Mechanik. Die klassische Mechanik kennt neben der Energie drei "Erhaltungsgrössen": Impuls, Drehimpuls und den Schwerpunktssatz. Die ersten beiden kann man bezüglich eines raumfesten Koordinatensystems aufteilen und für jede diser sechs Mengen je eine Bilanzgleichung aufstellen. Dann nimmt man konstitutive Gesetze dazu (der Schwerpunktsatz geht dann als Kapazitivgesetz ein). Zuletzt klärt man noch die Rolle der Energie, die analog zur Thermodynamik ist. Damit hat man eine saubere Struktur, die übrigens auch als Grundlage für die statistische Mechanik und die analytische Mechanik dienen kann.
Nun vergleichen wir das mit dem, was an deutschsprächigen Schulen passiert (ich habe zweit Studierende aus dem Tessin, die das, was ich jetzt schreibe, korrekt gelernt haben).
1. In jedem Physikunterricht wird die schiefe Ebene behandelt. Dabei wirken genau zwei Kräfte, die Gewichtskraft (Volumenkraft) und die Unterlagskraft (Oberflächenkraft). Die Unterlagskraft kann in die Normalkraft und die Gleitreibungskraft zerlegen werden. Diese beiden Komponenten sind über ein Materialgesetz miteinander verbunden, das hochgradig nichtlinear und eigentlich ein Tensor zweiter Stufe ist.
2. Jetzt müsste man den Schülern und Schülerinnen zeigen, wie man Kräfte korrekt einzeichnet, wie die Summe dieser Kräfte die Beschleunigung bestimmt (2. Newtonsches Gesetz), wie jede einzelne Kraft einen Wechselwirkungspartner hat (3. Newtonsches Gesetz).
3. Was passiert nun in den Schulstuben. Die Normalkraft wird als Komponente der Gewichtskraft eingeführt. Damit ist die Summe aller Kräfte nicht mehr gleich Masse mal Beschleunigung und das Wechselwirkungsprinzip ist nicht mehr erklärbar. Das ist kein Einzelfall, gibt es doch Bücher für Hochschulphysik, in denen Kräfte nie vollständig und richtig eingezeichnet sind.
Wer das nicht glaubt, soll sich die Skizze in Wikipedia unter Reibung ( http://de.wikipedia.org/wiki/Reibung ) anschauen und danach die englische Version aufrufen. Der Klotz auf der schiefen Ebene ist ätzend langweilig und dient dazu, eine völlig falsche Darstellung der Mechanik zu vermitteln. Die Alternative, die ich vorschlage, ist spannender und auch korrekt: https://www.youtube.com/watch?v=h18lXEbVx80
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Herzliche Grüsse Werner Maurer |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
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| TomS Verfasst am: 05. Jul 2014 09:46 Titel: Re: Modellbildung in der Physik |
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| Systemdynamiker hat Folgendes geschrieben: | | Es geht nicht darum, die statistische Mechanik gegen die Thermodynamik auszuspielen, sondern darum, zu zeigen, dass es sich dabei um zwei verschiedene Modellstrukturen handelt. |
Ja, da hast du recht.
| Systemdynamiker hat Folgendes geschrieben: | | Zuletzt klärt man noch die Rolle der Energie, die analog zur Thermodynamik ist. Damit hat man eine saubere Struktur, die übrigens auch als Grundlage für die statistische Mechanik und die analytische Mechanik dienen kann. |
Ich würde nicht behaupten, dass dies eine ausreichende "Grundlage" für die statistische Mechanik ist.
Der Rest deines Beitrags dreht sich im wesentlichen um die korrekte Definition der Normalkraft. Ich sehe nicht, was das jetzt mit statistischer Mechanik zu tun hat. Auf die Rolle der Entropie und die Bedeutung der statistischen Interpretation gehst du nicht ein.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
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| TomS Verfasst am: 05. Jul 2014 11:28 Titel: |
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Was stört dich an Boltzmanns Definition, derzufolge Entropie dem Logarithmus des zugänglichen Phasenraumvolumens bzw. der Anzahl der (mit einem thermodynamischen Makrozustand verträglichen) Mikrozustände entspricht?
Diese Definition erlaubt uns, ein intuitives Bild zu entwickeln, was es mit reversiblen bzw. irreversiblen Prozessen auf sich hat und welche Bedeutung
bzw.
zukommt.
Im Rahmen der Thermodynamik ist "dS=0" und "reversibel" eine Tautologie, die nichts weiter erklärt, weil du S nicht unabhängig berechnen kannst. Du kannst das "warum ist dieser Prozess reversibel?" nicht wirklich beantworten, ohne zumindest ansatzweise auf den statistischen Charakter hinzuweisen.
Insgs. ist die Stärke der Thermodynamik, dass sie nämlich einen universell gültigen Bezug zwischen thermodynamischen Größen konstatiert, zugleich ihre größte Schwäche: sie kann diese Größen letztlich nicht weiter begründen oder auf fundamentalere Eigenschaften zurückführen.
Genau deswegen benötigt man die statistische Mechanik. Sie aus den didaktischen Konzepten auszuklammern ist ungefähr genauso sinnvoll, wie die RT wegzulassen, angeblich weil man ja praktische Probleme mit Newton zufriedenstellend lösen kann. Man kann das tun, sollte das Fach dann jedoch nicht mehr Physik nennen.
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Systemdynamiker
Anmeldungsdatum: 22.10.2008
Beiträge: 594
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| Systemdynamiker Verfasst am: 06. Jul 2014 17:32 Titel: Gutachten |
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Auf die Bedeutung der Entropie geht das "Gutachten" der DPG auch nicht ein, deshalb besteht kein Grund, das hier zu thematisieren. Das "Gutachten" stellt unter anderem aber die Behauptung auf | Zitat: | | Er (KPK) setzt zwei physikalisch unterschiedliche Größen gleich und begeht damit einen elementaren Fehler. Die an den Anfang gestellte, fundamental falsche Identifikatin von Entropie und Wärme führt sofort zu Widersprüchen |
Nun, der KPK setzt das umgangssprachliche Wort "Wärme" mit dem physikalischen Begriff Entropie gleich. Ob das geschickt ist, ist eine rein pädagogisch-didaktische Frage. Auf den nachfolgenden Seiten werden dann Energie und Entropie graphisch, sprachlich und mathematisch klar gegeneinander abgegrenzt (eine Klarheit, die man sonst in vielen Lehrbüchern vermisst). Wer sich selber ein Urteil bilden will, findet den Text zum KPK hier: http://www.physikdidaktik.uni-karlsruhe.de/Material_KPK.html (Sekundarstufe 1, Band 1, ab Seite 80). Wenn man diesen Lehrbuchtest liest und dann mit dem "Gutachten" vergleicht, muss man zum Schluss kommen, dass die ganze Aktion des Vorstandes der DPG hinterhältig und bösartig ist. Und das ist die Antriebsfeder für mich, dagegen anzukämpfen.
| Zitat: | | Im Rahmen der Thermodynamik ist "dS=0" und "reversibel" eine Tautologie, die nichts weiter erklärt, weil du S nicht unabhängig berechnen kannst. |
Geht man von der weiter oben aufgestellten Bilanzgleichung für die Entropie aus, ist das keinesfalls eine Tautologie. Bei reversibler Prozessführung ist die Entropieproduktionsrate gleich null. Die Inhaltsänderungsrate kann aber gleich null sein, wenn die Stärke des resultierenden Entropiestromes entgegen gesetzt gleich gross ist wie die Entropieproduktionsrate (z.B. stationärer Betrieb eines Ofens). Mit Hilfe der statistischen Mechanik können bestimmte Parameter (aber längst nicht alle) näherungsweise bestimmt werden. Analog zur Trockenreibung, wo man mit mikroskopischen Modellen Aussagen zur Gleitreibungszahl machen kann. Mehr nicht.
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Herzliche Grüsse Werner Maurer |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 06. Jul 2014 17:52 Titel: |
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Ich sehe schon, wir werden uns da nie einig; du lehnst es schlichtweg ab, dich überhaupt mit einer mikroskopischen Definition auseinanderzusetzen.
Den Link zum KPK schaue ich mir gerne an.
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8582
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| jh8979 Verfasst am: 06. Jul 2014 17:56 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Den Link zum KPK schaue ich mir gerne an. |
Tu es lieber nicht, ich hab es gerade getan... |
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Systemdynamiker
Anmeldungsdatum: 22.10.2008
Beiträge: 594
Wohnort: Flurlingen
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| Systemdynamiker Verfasst am: 06. Jul 2014 18:24 Titel: Moderatoren |
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| Zitat: | | Im Internet unterstützen Moderatoren Teilnehmer in Webforen, um Streit zu schlichten und unerwünschte oder unpassende, verletzende, gesetzeswidrige Beiträge zu löschen, zu verschieben oder zu sperren (diese Aufgabe, zumindest das Entfernen von Beleidigungen in Beiträgen, übernehmen meist auch schon spezielle Programme). Im Usenet gibt es sogenannte moderierte Newsgroups mit einer Person, die Beiträge zunächst per E-Mail erhält und diese nach Kontrolle als Postings veröffentlicht, wenn sie der Charta der entsprechenden Newsgroup entsprechen. (Wikipedia) |
Da verwechseln zwei Leute offensichtlich Moderator mit Zensor
| Zitat: | | Zensur (lateinisch censura) ist der Versuch der Kontrolle des geschriebenen Wortes.[1] Durch restriktive Verfahren – in der Regel durch staatliche Stellen – sollen Massenmedien und/oder persönlicher Informationsverkehr kontrolliert werden, um die Verbreitung unerwünschter oder ungesetzlicher Inhalte zu unterdrücken oder zu verhindern.[2][3] Oftmals wenden totalitäre Staaten die Zensur verschärft an.[3] |
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Herzliche Grüsse Werner Maurer |
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Jayk
Anmeldungsdatum: 22.08.2008
Beiträge: 1450
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| Jayk Verfasst am: 06. Jul 2014 18:28 Titel: Re: Moderatoren |
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| Systemdynamiker hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | | Im Internet unterstützen Moderatoren Teilnehmer in Webforen, um Streit zu schlichten und unerwünschte oder unpassende, verletzende, gesetzeswidrige Beiträge zu löschen, zu verschieben oder zu sperren (diese Aufgabe, zumindest das Entfernen von Beleidigungen in Beiträgen, übernehmen meist auch schon spezielle Programme). Im Usenet gibt es sogenannte moderierte Newsgroups mit einer Person, die Beiträge zunächst per E-Mail erhält und diese nach Kontrolle als Postings veröffentlicht, wenn sie der Charta der entsprechenden Newsgroup entsprechen. (Wikipedia) |
Da verwechseln zwei Leute offensichtlich Moderator mit Zensor
| Zitat: | | Zensur (lateinisch censura) ist der Versuch der Kontrolle des geschriebenen Wortes.[1] Durch restriktive Verfahren – in der Regel durch staatliche Stellen – sollen Massenmedien und/oder persönlicher Informationsverkehr kontrolliert werden, um die Verbreitung unerwünschter oder ungesetzlicher Inhalte zu unterdrücken oder zu verhindern.[2][3] Oftmals wenden totalitäre Staaten die Zensur verschärft an.[3] |
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Inwiefern das? |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8582
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| jh8979 Verfasst am: 06. Jul 2014 18:28 Titel: Re: Moderatoren |
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| Systemdynamiker hat Folgendes geschrieben: |
Da verwechseln zwei Leute offensichtlich Moderator mit Zensor
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Ein Kommentar, der Deiner Meinung nicht entspricht, ist keine Zensur... sarkastisch vorgetragen oder nicht... Aber Deine Antwort sagt eigentlich alles über die gesamte bisherige Diskussion und ihren (Un)Sinn aus.
PS: Davon abgesehen kannst Du ja mal versuchen zu erkläre, inwiefern die Definition von Zensur zutreffen würde, wenn ich oder jemand anders wirklich etwas gelöscht oder gesperrt hätte. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 06. Jul 2014 21:40 Titel: Re: Gutachten |
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| Systemdynamiker hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | | Im Rahmen der Thermodynamik ist "dS=0" und "reversibel" eine Tautologie, die nichts weiter erklärt, weil du S nicht unabhängig berechnen kannst. |
Geht man von der weiter oben aufgestellten Bilanzgleichung für die Entropie aus, ist das keinesfalls eine Tautologie. Bei reversibler Prozessführung ist die Entropieproduktionsrate gleich null. |
Natürlich ist es eine Tautologie.
Schau dir bitte mal im KPK das Kapitel 1.5 an. Eine zentrale Aussage lautet
| Zitat: | | Vorgänge, bei denen Entropie erzeugt wird, sind nicht umkehrbar |
Anders formuliert:
| Zitat: | | Bei nicht umkehrbaren Vorgängen wird Entropie erzeugt |
Und jetzt? Ich kann keine Begründung erkennen, warum das so sein sollte.
Der Text eiert seitenweise um dieses Thema herum. Eine einzige Anmerkung, was Entropieproduktion statistisch bedeutet (ohne explizite Rechnung) würde soooo viel helfen. Aber leider kein Wort dazu.
Ein einfaches Beispiel ist die Entropiezunahme im System "Sonne - Sonnenlicht - Erde - von der Erde ausgehende Infrarotstrahlung" bei gleichzeitiger Energieerhaltung sowie Entropieabnahme auf der Erde alleine. Meines Erachtens bleibt die Entropieabnahme auf der Erde und die Grund der Entropiezunahme insgs. völlig schleierhaft, solange ich nicht anfange, Freiheitsgrade (Photonen im UV sowie im IR) zu zählen. Und gerade bei Sonnenlicht wäre es soooo einfach zu erklären.
Generell halte ich den Sprachgebrauch von Entropiestrom, der gleichzeitig auch einen Energiestrom bedeutet, also Entropie als Träger Energie, für reichlich seltsam. Tatsache ist, das ein Entropiestrom nur dann stattfindet, wenn ich überhaupt ein thermodynamisches System habe, während ein Energiestrom auch ohne Entropiestrom möglich ist, wenn ich nämlich ein mikroskopisches System betrachte. Ein einzelnes Photon überträgt beim Photoeffekt sehr wohl Energie, jedoch keine Entropie, da die mikroskopischen Freiheitsgrade exakt bekannt und die Entropie immer exakt Null ist.
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Zuletzt bearbeitet von TomS am 06. Jul 2014 21:53, insgesamt einmal bearbeitet |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 06. Jul 2014 21:44 Titel: Re: Moderatoren |
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| Systemdynamiker hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | | Im Internet unterstützen Moderatoren Teilnehmer in Webforen, um Streit zu schlichten und unerwünschte oder unpassende, verletzende, gesetzeswidrige Beiträge zu löschen, zu verschieben oder zu sperren (diese Aufgabe, zumindest das Entfernen von Beleidigungen in Beiträgen, übernehmen meist auch schon spezielle Programme). Im Usenet gibt es sogenannte moderierte Newsgroups mit einer Person, die Beiträge zunächst per E-Mail erhält und diese nach Kontrolle als Postings veröffentlicht, wenn sie der Charta der entsprechenden Newsgroup entsprechen. (Wikipedia) |
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| Zitat: | | Zensur (lateinisch censura) ist der Versuch der Kontrolle des geschriebenen Wortes.[1] Durch restriktive Verfahren – in der Regel durch staatliche Stellen – sollen Massenmedien und/oder persönlicher Informationsverkehr kontrolliert werden, um die Verbreitung unerwünschter oder ungesetzlicher Inhalte zu unterdrücken oder zu verhindern.[2][3] Oftmals wenden totalitäre Staaten die Zensur verschärft an.[3] |
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Willst du uns hier vorwerfen, dass wir Zensur üben, nur weil wir als Moderatoren auch diskutieren? Ich versuche, die Rollen des Moderators und des Diskussionsteilnehmers klar zu trennen. Und ich schreibe, wenn ich etwas als Moderator tue oder sage, das auch explizit dazu. Insofern kann ich hier keine Zensur (offen oder verdeckt) erkennen, und auch keine Moderation. Bist du der Meinung, Moderatoren sollten nicht mehr diskutieren dürfen?
| jh8979 hat Folgendes geschrieben: | | TomS hat Folgendes geschrieben: | | Den Link zum KPK schaue ich mir gerne an. |
Tu es lieber nicht, ich hab es gerade getan... |
Du darfst mir glauben, ich kann recht gut einschätzen, was ich mir anschaue und was nicht. Ich finde die Bemerkung von jh8979 treffend und witzig.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 06. Jul 2014 22:54 Titel: |
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Grausig im KPK ist auch der Teil 5. Da werden Photonen sowie die Formel E = hf eingeführt, ohne den Photoeffekt und die historische Bedeutung zu diskutieren. Wahrlich ein Glanzstück.
Dann wird - gar nicht schlecht - die psi-Funktion sowie die Wsk-Dichte rho der QM eingeführt. Es lohnt sich weiterzulesen, denn man lernt, dass man "den so definierten Stoff Elektronium nennt" und dass "das Elektron eine Portion dieses Stoffs ist". Wenn ich's nicht gelesen hätte, könnte ich es nicht glauben.
(sollte irgendjemand hier mitlesen: kein Mensch nennt diesen Stoff Elektronium)
http://de.m.wikipedia.org/wiki/Elektronium
Das folgende ist gewöhnungsbedürftig aber nicht gerade falsch.
Beeindruckend ist dann, dass völlig unnötigerweise der Begriff Orbital eingeführt wird. Und auch noch in einer anderen Bedeutung, nämlich eher im Sinne von Zustand.
Auch interessant finde ich, dass kein Hinweis auf die Stabilität der Atome existiert (also eine der grundlegenden Fragestellungen, die die QM in Teilen beantwortet).
Schön finde ich aber, dass man sich Atomkerne wie "rosa Pudding" vorstellen darf; wusste ich bisher echt nicht; nachzulesen auf S. 55.
Man lernt nichts über die Kernkraft, wohl aber den Begriff "Trennenergie" kennen. Halte ich auch für sinnvoll, denn es macht den Schülern sicher Freude, selbst herauszufinden, dass eigtl. die Bindungsenergie gemeint ist (letztere wird nicht mal erwähnt). Schade ist, dass man damit keine Musik machen kann.
Zwischendrin sind immer wieder lustige Fehler eingebaut. Z.B. dass "der Aufbau der Sonne nicht besonders kompliziert ist; sie gleiche einem großen Gasball". Das wird die Astrophysiker nicht freuen, sind doch gleich die ganzen schönen Forschungsgelder weg.
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Zuletzt bearbeitet von TomS am 07. Jul 2014 00:37, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8582
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| jh8979 Verfasst am: 06. Jul 2014 22:58 Titel: |
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Ich hatte Dich gewarnt ... 
.. wer nicht hören will muss fühlen  |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 06. Jul 2014 23:46 Titel: |
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Ich beklage mich ja nicht ;-)
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MI
Anmeldungsdatum: 03.11.2004
Beiträge: 828
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| MI Verfasst am: 07. Jul 2014 00:46 Titel: |
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Ich verfolge das ganze immer mal wieder mit mildem Interesse, aber vielleicht doch mal meine 2cents:
| Zitat: | | Auf die Bedeutung der Entropie geht das "Gutachten" der DPG auch nicht ein, deshalb besteht kein Grund, das hier zu thematisieren. |
Doch, da besteht ein Grund. Folgendes ist die Situation:
a) Es gibt den KPK
b) Es gibt ein vernichtendes Gutachten zum KPK von Seiten der DPG
Systemdynamiker erklärt, dass das Gutachten der DPG schlecht ist. Keiner bestreitet, dass das Gutachten Fehler enthält und somit schwierig ist.
Aus der Fehlerhaftigkeit des Gutachtens folgt aber nicht, dass der Schluss des Gutachtens (der KPK ist keine Verbesserung der Situation) falsch ist. In der Philosophie hieße dieser Schluss auch "Fallacy fallacy".
Systemdynamiker sieht das nicht. Er möchte weiter die Fehler des Gutachtens aufzeigen (was zu nichts führt - der Erkenntnisgewinn für uns hier ist gleich Null, da wir uns schon geeinigt haben, dass das Gutachten verbesserungswürdig ist).
TomS et al. sind daher daran interessiert, den Schluss des Gutachtens (der KPK ist schlecht) zu untersuchen - und das geschieht mehr oder weniger unabhängig vom Gutachten.
Eigentlich (zumindest hoffe ich das) haben wir doch alle dasselbe Ziel: Wir wollen einen möglichst modernen und guten Physikunterricht. Entsprechen ist TomS et al's Methode daher genau die einzige Möglichkeit, die eigentlich zentrale Fragestellung (stellt der KPK eine Verbesserung der derzeitigen Situation im Physikunterricht dar?) zu klären.
Daher muss, wenn ein Thema angesprochen wird, dieses auch zur Gänze besprochen werden.
Vielleicht sollte man diesen Thread, der ursprünglich nur über das Gutachten handelte, schließen (und sich darauf einigen, dass das Gutachten seine Mängel hat) und die inhaltliche Diskussion zum KPK in einem weiteren Thread ("der KPK") weiterführen? Das ist zwar nur eine Formalität, hilft aber vielleicht?
| Zitat: | | Nun, der KPK setzt das umgangssprachliche Wort "Wärme" mit dem physikalischen Begriff Entropie gleich. Ob das geschickt ist, ist eine rein pädagogisch-didaktische Frage. |
Jein, aber insbesondere ist es eine Frage mit einer einfachen Antwort: Wenn es eine Konsensdefinition gibt, dann muss man sich daran halten. Alles andere ist vollkommen unsinnig, wenn jeder in seiner Privatsprache spricht, versteht sich keiner mehr (siehe auch Wittgenstein's beetle).
Nun ist der Begriff "Entropie" tatsächlich nicht eindeutig und es gibt andere Definitionen (siehe TomS), die nicht unbedingt äquivalent sind, aber sie haben alle ähnliche Eigenschaften und gehen in gewissen Grenzfällen ineinander über (was mit der Wärme nicht passiert). Wenn ich dann einfach den Begriff ändere, habe ich eine Inkonsistenz erzeugt.
Auch ist Entropie ein Begriff, der nicht einmal auf die Physik beschränkt ist, sondern über die Informationstheorie in die Mathematik und Elektrotechnik übernommen worden ist (umgekehrt kann man aus der Definition der Entropie in der Quanteninformationstheorie die thermodynamischen Größen ableiten - bzw. inwiefern und wie das funktioniert ist Gegenstand der Quantenthermodynamik, die derzeit ziemlich en vogue ist...).
Gruß
MI |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18067
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| TomS Verfasst am: 07. Jul 2014 06:58 Titel: |
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| MI hat Folgendes geschrieben: | | Aus der Fehlerhaftigkeit des Gutachtens folgt aber nicht, dass der Schluss des Gutachtens (der KPK ist keine Verbesserung der Situation) falsch ist. In der Philosophie hieße dieser Schluss auch "Fallacy fallacy". |
Stimmt. Diese Argument habe ich hier ebenfalls mehrfach angeführt.
| MI hat Folgendes geschrieben: | | TomS et al. sind daher daran interessiert, den Schluss des Gutachtens (der KPK ist schlecht) zu untersuchen - und das geschieht mehr oder weniger unabhängig vom Gutachten. |
Stimmt. Ich brauche das Gutachten nicht, um (andere) Mängel aufzuzeigen.
| MI hat Folgendes geschrieben: | | Wenn es eine Konsensdefinition gibt, dann muss man sich daran halten. Alles andere ist vollkommen unsinnig, wenn jeder in seiner Privatsprache spricht, versteht sich keiner mehr. |
Stimmt auch. Das ist eines der zentralen Probleme beim KPK, dass ohne Not Privatterminologien eingeführt werden.
Ja, ich weiß, dass sich die Intention des Threads geändert hat und man ihn eigtl. hätte teilen sollen; es gab jedoch nie einen eindeutigen Punkt, wo es nicht mehr um das Gutachten sondern ausschließlich um den Kurs selbst ging. Und Systemdynamiker geht es immer noch zentral um das Gutachten und gegen die Vorgehensweise der DPG (auch wenn ich das nicht so spannend finde).
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Systemdynamiker
Anmeldungsdatum: 22.10.2008
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Wohnort: Flurlingen
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| Systemdynamiker Verfasst am: 07. Jul 2014 07:30 Titel: KPK |
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@MI Danke für diese Klärung. Das Problem hat noch ein paar Aspekte mehr.
1. Diesen Thread habe ich angefangen, um die Problematik des DPG-Gutachtens aufzuzeigen: eine Standesvertretung veröffentlicht ein "Gutchten", das bezüglich Entstehungsgeschichte, Struktur und Inhalt ein Skandal ist. Das ist das eigentliche Thema dieses Threads (das Gutachten ist nicht einfach nur schlecht).
2. Der KPK ist ein etwas anderer Physikkurs, dessen theoretische Basis immer wieder erfolglos in Frage gestellt worden ist. Dennoch gibt Fragen, die noch zu beantworten sind (Ist es bildungspolitisch zu verantworten, an verschiedenen Schulen so unterschiedliche Ansätze zu vertreten? Ist der Kurs anschlussfähig? Wird die Physik als Wissenschaft korrekt dargestellt). Dazu kann ich - und kaum jemand in diesem Forum - nicht fundiert Stellung nehmen, weil die Erfahrung fehlt.
3. Es gibt wohl kaum ein Schulfach, das so an der Tradition festhält wie die Physik. Das lässt sich leicht anhand von Schulbüchern überprüfen, die drei Generationen früher benutzt worden sind.
4. Der Physikunterricht ist zu formellastig. Das sieht man auch in diesem Forum. Ich schätze, dass es in mehr als 50% der Threads darum geht, die richtigen Zahlen in die richtige Formel einzusetzen. Diese Denkweise hat sich extrem festgesetzt. Dazu ein aktuelles Beispiel: ein Journalist, der für Pro7 (Galilei) produziert, hat mich und vermutlich noch ein paar andere gefragt, wie schnell ein Mensch am höchsten Punkt eines Loopings laufen müsse, damit er nicht abstürzt. Ich habe ihm dann gesagt, welche Kräfte wirken und wie schnell sich ein Massenpunkt bewegen müsse. Die Erklärung war dann völlig daneben, aber die Zahl (Physiker haben berechnet, dass der Läufer mindesten mit 12,6 km/h) laufen müsse) wurde dann wie eine tiefe Erkenntnis vorgetragen, obwohl jeder sehen konnte, dass Kopf und Oberkörper eine völlig andere Bewegung gemacht haben.
Die Systemphysik, die wir in Winterthur aufgebaut haben, basiert auf dem KPK, der Kontinuumsmechanik und der systemdynamischen Modellbilgung. Damit haben wir einen erfolgversprechnenden Zugang zur Physik als Grundlage der Technik entwickelt, der ein grosses Potential hat. Und da kann ich es nicht hinnehmen, wenn die DPG behauptet, dass der Impulsstrom keinen Platz im Gebäude der Physik habe. Zu diesem Thema habe ich eine aktuelle Frage, die ich unter Mechanik stellen werde.
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Herzliche Grüsse Werner Maurer |
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