Frage von FrommeHD, 82

Gibt es eigentlich negative Entropie?

Ich frage mich gerade, ob es negative Entropie gibt, komme aber zu keinem Ergebnis. Vielleicht könnt ihr ja helfen, bitte mit Begründung, zum besseren Verständnis. Lg

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 40

Im 2. HS. der TD wird die metrische Entropie verwendet. Das ist eine relative Angabe, mit der man Änderungen der Entropie ∆S oder dS berechnen kann. Der 2. HS legt keinen Nullpunkt für die Entropie fest. Hier kann man nur Entropieänderungen berechnen und die können positiv oder negativ sein.

Mit der Frage, ob man auch eine absolute Entropie berechnen kann, beschäftigte sich 1906 W. Nernst und leitete das Nernstsche Wärmetheorem her, das auch als 3. HS der Thermodynamik bekannt ist. Max Planck erweiterte das Wärmetheorem zur heute gültigen Form:
"Die Entropie eines jeden reinen Stoffes mit endlicher Dichte, der sich im inneren Gleichgewicht befindet, nimmt bei T = 0 Kelvin ihren kleinsten Wert an. Dieser kann zu Null normiert werden." (aus "Thermodynamik" von H. D. Baehr)

Eine weitere Möglichkeit, die absolute Entropie zu berechnen, geht mit der statistischen Thermodynamik auf Basis der Quantentheorie, welche bis auf wenige Ausnahmen zum selben Ergebnis kommt, wie Nernst/Planck.

Fazit: Die absolute Entropie kann niemals negativ werden, weil die minimale Entropie bei T = 0 K per Definition laut Nernstschem Wärmetheorem zu Null gesetzt wird.

Antwort
von user21011982, 47

Nein, gibt es nicht. Der allgemein Diktion nach würde eine negative Entropie eine Abnahme derselben bedeuten, was nach dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik nicht möglich ist. 

Antwort
von grtgrt, 34

Entropie ist fehlendes Wissen über den Mikrozustand eines Systems.

So gesehen gibt es keine negative Entropie.

Andererseits gibt es tatsächlich Versuche, dem Begriff "negative Entropie" (dann auch "Negentropie" genannt) für irgend etwas Sinnvolles zu verwenden. Man darf ihn dann aber nicht mehr wörtlich nehmen. Mehr dazu in Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Negentropie .

Kommentar von Hamburger02 ,
"Entropie ist fehlendes Wissen über den Mikrozustand eines Systems."

Dieser Formelkompromiss, zu dem Boltzmann Anfangs des letzten Jahrhunderts von den Deterministen gezuwungen wurde, um nicht aus dem Wissenschaftsbetrieb ausgeschlossen zu werden, hat in der Thermodynamik schon lange keine Gültigkeit mehr. Boltzmann hatte nämlich anfangs festgestellt, dass der 2. HS eigentlich gar nicht mit der Idee des Determinismus vereinbar sei. Ilya Prigogine hat in seiner Theorie Dissipativer Strukturen, für die er 1977 den Nobelpreis erhielt, gezeigt, dass Boltzmann recht hatte und die Deterministen irrten. Der 2. HS ist nicht der Grobkörnigkeit des Universums geschuldet sondern besitzt naturgesetzlichen Charakrer.
Kommentar von grtgrt ,

Josef Hohnerkamp, ein Prof. em. für Theoretische Physik, dessen klare Argumentation mir immer wieder imponiert, schrieb in einem sein Bücher: 

Physiker tun sich häufig schwer mit dem Entropiebegriff. Dies aber nur, wenn ihnen nicht bewusst ist, dass er sich aus informationstechnischer Sicht heraus eben doch ein klein wenig anders definiert als in der Thermodynamik. 

Wie Entropie sich 

  • aus thermodynamischer Sicht einerseits und
  • aus informationstechnischer Sicht andererseits

definiert (und auch, dass sie in letzterem Sinne stets nur relativ zum Kenntnisstand des Beobachters quantifizierbar ist), wird diskutiert in Notiz http://greiterweb.de/zfo/Entropie.htm#msgnr0-116 .

Kommentar von grtgrt ,

Wie sich Ilya Prigogines Überlegungen ins Spannungsfeld dieser beiden Ansätze einordnen, müssten Sie mir genauer erklären.

Antwort
von Maimaier, 34

Entropie gilt nur für Technik. In der Natur gibt es keine irreversiblen Vorgänge. So verdunsten Bäume Wasser und entziehen so ihrer Umgebung Wärme.

Für uns Menschen ist aber Wärmeenergie verloren, unsere Maschinen können diese nicht nutzen. In dieser Hinsicht stimmt das mit der Entropie.

Antwort
von suziesext06, 40

jedes Teilsystem, in dem die Ordnung zunimmt, ist so ne negative Entropie. Zum Beispiel in deinem Zimmer oder deinem Kühlschrank. Aber ingesamt, im übergeordneten Gesamtsystem, wegen des eingesetzen Energiebetrags, kommt es weiter zu Entropie.

Lesetipp:

Stephen Hawking "Kurze Geschichte der Zeit" Hamburg 2001

Kommentar von FrommeHD ,

Danke für die Antwort, das Buch werd ich mir mal bestellen

Kommentar von suziesext06 ,

gibt es auch als PDF, zum gratis download drück auf [1] unter Mirrors

http://gen.lib.rus.ec/search.php?req=stephen+hawking+zeit&lg_topic=libgen&am...

Kommentar von HansH41 ,

"jedes Teilsystem, in dem die Ordnung zunimmt, ist so ne negative Entropie. Zum Beispiel in deinem Zimmer"

Suzie, das ist eine gelungene Definition von negativer Entropie.

In der Natur allerdings gibt es keine negative Entropie.

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