Frage von Monsieurdekay, 106

Wie hat man den absoluten Nullpunkt festgestellt (Temperatur)?

also das ist ja rein theoretisch die Temperatur, bei der sich keine Teilchen mehr bewegen. Aber wie ist Kelvin auf dies Temperatur gekommen (-273 °C)?

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 85

Der absolute Nullpunkt wurde von Walter Nernst 1906 aus dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik berechnet.

Bestimmt ist der absolute Nullpunkt dadurch, dass ein idealer Kristall, der theoretisch die Tempratur 0 hat, keine Entropieänderung mehr erfahren kann. Der Nullpunkt wurde mathematisch über eine Limesbildung zu -273,15 K ermittelt.

Gleichzeitig sagt das Nernstzsche Wärmetheorem aus, dass der absolute Nullpunkt real nie ereichbar ist.

Die Bezeichnung Kelvin hat man nur gewählt, um einem der Pioniere der Thermodynamik, Lord Kelvin zu gedenken. Die Einheit Kelvin wurde 1967 von der 13. Generalkonferenz für Maß und Gewicht international verbindlich festgelegt.

Antwort
von xylitpro, 54

du kannst ja nichts experimentell auf den absoluten nullpunkt abkühlen, bisher hat man es zumindest nicht geschafft. 

aber du kannst in einem x-y-diagramm die temperatur in abhängigkeit zur teilchenbewegung des materials (bzw. nimmt man dafür das volumen eines gases) stellen. also ein material abkühlen auf z.b. -100°C, dann den wert dazu aufschreiben. dann auf -150°C, wert aufschreiben usw. 

und wenn du diese werte dann so weiterführst dann ergibt sich ja ein verhältnis zwischen temperatur und teilchenbewegung und du erhälst einen graphen im schaubild. und beim 0-wert der teilchenbewegung hat der entsprechende temperaturwert eben -273°C.

(schwer zu erklären ohne zeichnung :D)

Antwort
von PhotonX, 41

Sehr gute Frage! :) Wenn mich nicht alles täuscht, hat man sich da des Gesetzes von Gay-Lussac bedient: https://de.wikipedia.org/wiki/Thermische\_Zustandsgleichung\_idealer\_Gase#Geset... Der absolute Nullpunkt ist also der Punkt, an dem das Volumen eines Gases Null wäre.

Antwort
von TurunAmbartanen, 42

die begründung hier, dass gase eine lineare volumen zunahme auf einem volumen-temperatur diagram habe ist nicht ganz richtig. in dem gelinkten wikipediaartikel steht sogar drin, dass man das nicht so sagen kann!!! das gilt nämlich nur für perfekte, ideale gase!!! (die gibts nicht) ideale gase sind gase, die immer gasförmig bleiben und ihren aggregatszusatand nicht ändern.


die eigentliche entdeckung ist, dass der elektrische wiederstand mit abnahme der temperatur fällt. das ergibt ein ähnliches diagramm, eine steigende linie auf einem wiederdstand-temperatur diagram. wenn der wiederstand null ist, dann ist der absolute nullpunkt erreicht. (diese richtige erklärung steht im zweiten link, etwas weiter unten in wikipedia)


Kommentar von Monsieurdekay ,

aber kann man das verallgemeinern? Bei Halbleitern wie Silizium nimmt ja der Widerstand mit steigender Temperatur ab..

Kommentar von TurunAmbartanen ,

keine ahnung, muss anscheinend schon einige ansprüche erfüllen.

supraleiter haben ja einen punkt, wo sie (vor dem absolutem nullpunkt) auf null wiederstand abfallen.

Antwort
von zweitaKTMotor, 33

meine Lehrerin meinte mal das 0 kelvin nicht der kältest mögliche zustand eines stoffes sei 😂

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