Gibt es eine Höchst-Temperatur?

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4 Antworten

Eine Obergrenze ist nicht bekannt, es gibt nur Vermutungen, es könnte eine geben. Darauf will ich später zurückkommen.

Dass es eine Untergrenze gibt, lässt sich gut anhand der vereinfachten Modellvorstellung verstehen, dass die Temperatur eines Systems ein Maß für die mittlere, auf den Systemschwerpunkts bezogene kinetische Energie der Teilchen ist, aus denen das System besteht. 

Langsamer als gar nicht kann sich ein Teilchen nicht bewegen, daher markiert dies die Untergrenze der inneren Energie und damit auch der Temperatur.

Manche begründen ihre Vermutung, es könnte eine Obergrenze der Temperatur geben, damit, dass es eine Obergrenze bei der Geschwindigkeit gibt: Die Vakuumlichtgeschwindigkeit c.
Dieses Argument geift jedoch nicht, denn es kommt nicht auf die Geschwindigkeit v der Teilchen an, sondern auf die kinetische Energie E.kin, der keine Obergrenze gesetzt ist.
E.kin→∞ heißt nicht v→∞, sondern v→c.

Allerdings gibt es die Idee, dass bei extremen Temperaturen Paarerzeugung eine zunehmend große Rolle spielen könnte. Die Frage ist nun, ob das bedeutet, dass die Temperatur irgenwann nicht weiter wächst.

Der Kehrwert der Temperatur ist nämlich durch die Änderungsrate der Entropie bei Energiezufuhr zum System definiert. Die Entropie ist ein logarithmisches Maß für die Anzahl der Möglichkeiten, einen bestimmten (Makro-)Zustand zu realisieren.

Wenn zwei Teilsysteme eines größeren isolierten Systems Energie miteinander austauschen können, ist die maximale Gesamtentropie des Gesamtsystems diejenige, bei der die Temperaturen gleich sind.

In der Nähe des absoluten Nullpunktes führt schon geringe Energiezufuhr zu erheblichen Entropiesteigerungen, bei hohen Temperaturen hingegen bewirkt auch eine große Energieänderung nur wenig Änderung bei der Entropie.

Sollte die Paarerzeugung bewirken, dass die Entropie zur Energie weitestgehend proportional wird, würde dies heißen, dass die Temperatur nicht mehr weiter steigt.

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Nein.

Das ist "nach oben offen", aber irgend wann erreichst Du Energien bei der sich dann Atome auflösen...

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Kommentar von prohaska2
05.03.2017, 20:55

Die Temperatur gilt ja nicht nur für ganze Atome ...

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Sehr interessante Frage, in folgendem Video wurde sie(auf Englisch ) ziemlich gut beantwortet. VSauce kann das ziemlich gut rüberbringen.

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Ja, 

Wärme ist die Bewegungsenergie kleiner Teilchen, und wie wir alle wissen ist nichts schneller als das Licht.

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Kommentar von matmatmat
05.03.2017, 18:25

Aber sehr nah an Lichtgeschwindigkeit ist dann auch sehr nah an unendlicher Energie... das wäre für mich schon oben Offen wenn das ende der Skala "unendlich" ist?

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Kommentar von prohaska2
05.03.2017, 20:54

Oh Unsinn ...

... in der Bewegungsenergie steckt doch wohl auch die Masse drinnen, und die wächst ... und wächst ... und wächst mit der Teilchengeschwindigkeit.

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