entropie in der wärmelehre

Feedon · Anmeldungsdatum: 20.04.2011 Beiträge: 236

hi

warum wird der begriff entropie denn eigentlich nur in der wärmelehre angewendet??

kann man Aggregatzustände über die entropie erklären?

entropie bedeutet doch ordnung dachte ich immer

mfg

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21443

In der Wärmelehre (Thermodynamik) wird die Entrope (wie andere Größen wie Temperatur, innere Energie) als eine Zustandsgröße eines Systems aufgefasst. Die Entropie bzw. Entropieänderung bescheibt dabei so etwas wie die Reversibilität (Umkehrbarkeit) eines thermodynamischen Prozesses.

In der statistischen Mechanik wird dann klar, dass die Thermodynamik sozusagen eine Näherung darstellt, in der man Systeme mit einer sehr großen Teilchenzahl dennoch durch wenige thermodynamische Zustandsgrößen beschreiben kann. Diese Zustandsgrößen beschreiben eine Art mittleres Verhalten all dieser Teilchen (Freiheitsgrade).

Im Zuge der statistischen Mechanik wird klar, dass die Entropie ein Maß für die Unordnung eines Systems ist, genauer, für die Zahl der verschiedenen Mikrozustände, die zum selben Makrozustand beitragen. Betrachte dazu ein einfaches Beispiel, zwei Münzen mit Kopf und Zahl. Die Mikrozustände sind gegeben duch [KK], [KZ], [ZK] und [ZZ]. Die Makrozustände durch "Anzahl Kopf", also [0], [1], [2]. Zum Makrozustand [1] tragen dabei zwei Mikrozustände [KZ] und [ZK] bei.

Die statistische Mechanik zeigt, dass die Makroszustände mit großer Entropie = einer großen Anzahl von Mikrozuständen üblicherweise die Physik eines Systes dominieren, d.h. dass z.B. eine Gleichverteilung der Luft im Zimmer eine gute Näherung ist (ohne dass man sagen kann, wo genau sich ein bestimmtes Luftmolekül befindet) und man den Zustand dass die gesamte Luft sich in einer Ecke befindet (wobei man den Zustand der einzenen Luftmoleküle exakt kennt - sie sind alle in einer Ecke) vernachlässigen kann.

Ein physikalischer Prozess (in einem abgeschlossenen System) läuft nun in der Richtung ab, in der sich die Entropie vergrößert oder zumindest konstant bleibt; letzteres entspricht einem reversiblen Prozess. D.h. dass eine Tendenz besteht, dass die Unordnung zunimmt, im letzten Beispiel also, dass die Luftmoleküle sich nicht spontan in einer Ecke sammeln werden, sondern sich gleich verteilen werden, einfach weil die Zahl der Mikrozustände für "Gleichverteilung" extrem hoch ist, Zahl der Mikroszustände für den Zustand "in einer Ecke" sehr klein ist

http://de.wikipedia.org/wiki/Entropie_(Thermodynamik)