Kann ein einzelne Atom im Vakuum überhaupt eine Temperatur haben?
Mehrere Atome stoßen ja aneinander zusammen, aber bei einem einzelnen Atom geht es ja nichts. Es kann nicht kollidieren. Schwingt es also überhaupt, hat es eine Temperatur, kann es kinetische Energie haben?
7 Antworten
Wie du schon richtig sagst, kann es keine Temperatur haben, da es nicht kollidieren kann. Es hat aber kinetische Energie, solange es von Licht beschienen wird. Ist dies nicht mehr der Fall, liegt die theoretische Temperatur bei 0° K und somit ist es absolut regungslos.
Das Bezugssystem ist die Ausrichtung der Bewegung vor einmal Schwingen.
Das " Kollidieren " ist für die Temperatur unbedeutent,nur für den Wärmeenergieaustausch mit anderen Teilchen
Es kann 0 kinetische Energie haben, wenn es sich im Mittelpunkt des Alls befindet und sich nicht bewegt. Da es diesen Mittelpunkt aber nicht gibt......Wer will das wissen? Letztlich könnte jedes Atom der unbewegte Mittelpunkt des Alls sein - aus seiner Sicht bewegen sich nur die anderen.
Stimmt, da hast du recht. Aber kann ein einzelnes Teilchen auch schwingen? Es ist ja ein Unterschied, ob ein Teilchen sich in eine Richtung bewegt und ob es auch dabei schwingt.
Ein Atom kann Schwingen und sich von der Stelle bewegen,beim Schwingen kehrt es auf seine Ursprungsposition zurück
Streng von der Definition der Temperatur her kann ein einzelnes Teilchen keine Temperatur haben.
Die Herleitung der Temperatur ist etwas kompliziert, aber für diesen Fall genügt die Prämisse, die am Beginn der ganzen Herleitung steht und die lautet:
Zwei Systeme, die im thermodynamischen Gleichgewicht stehen, haben dieselbe Temperatur.
Daher können nur Systeme, aber keine Teilchen eine Temperatur haben. Von Systemen im thermodynamischen Sinn darf man erst sprechen, wenn das Gesetz der großen Zahl nach Ludwig Boltzmann gilt und das setzt eine Mindestmenge von 1 mol voraus.
Dennoch behilft man sich dadurch, dass man man bei einzelnen Teilchen hergeht und sagt, wenn ich ein System von 1 mol Größe hätte und in diesem System hätten alle Teilchen dieselbe Eigenschaft wie dieses einzelne Teilchen, dann hätte dieses System eine Temperatur von x Kelvin.
Mit diesem Trick kann man dann am Ende dem Teilchen doch noch eine virtuelle Temperatur zuweisen. Wenn man es haarspalterisch angeht, müsste man sagen, ein einzelnes Teilchen kann per Definition der Temperatur keine Temperatur haben, aber man kann ihm ein Temperaturäquivalent zuweisen.
Das ganze bezieht sich auf Materieteilchen. Bei Strahlung sieht es nochmal etwas anders aus, läuft aber nach demselben Schema ab.
Nein. Temperatur ist eine statistische Größe. Einzelne Teilchen haben keine Temperatur. Ganz egal, ob sie schwingen. Wobei die Schwingungen einzelner Atome nicht das sind, was Du Dir wahrscheinlich vorstellst. Die Vorstellung von Temperatur als Schwingungen bezieht sich auf Bindungen zwischen verschiedenen Atomen, also Molekülen oder Kristallgitter o.ä.
Die kinetische Energie eines Teilchens bestimmt seine Temperatur. Solange Materie da ist, ist auch Temperatur da.
Damit wäre die Temperatur bezugssystemabhängig (und das nicht (nur) über die Zeitdilatation)
Man kann auch allen Teilchengruppen im Weltall eine Temperatur zuordnen. Ich meine Sternhaufen, Galaxien, Galaxienhaufen, so was in den Größenordnungen.
Einzelne Atome, die sich ähnlich weit von solchen Strukturen entfernt befinden wie solche Strukturen voneinander, erreichen im Mittel eine Energie wie diese Strukturen auch. Damit kann man sehr großen Gruppen solcher Strukturen einschließlich sämtlicher Einzelatome darin (die weit genug "draußen" sind) eine Temperatur zuordnen.
Die kleineren Teilchen werden aber die Gruppe verlassen, wie auch Wasserstoffmoleküle unsere Atmosphäre in den Weltraum verlassen.
Das ist Falsch,ein Stück Materie kann bieliebig beschleunigt werden ohne dass sich die Temperatur durch die lineare Bewegung ändert
Aber kann ein einzelnes Teilchen im Vakuum schwingen?