Temperatur und Atome?

5 Antworten

Temperatur ist eine Eigenschaft, die nur ein Vielteilchensystem haben kann. Z.B. ein menschlicher Körper oder auch ein Nebeltröpfchen. Je kleiner das Tröpfchen wird, umso schwieriger wird es, ihm eine „Temperatur“ zuzuweisen.

In so einem Vielteilchensystem hat jedes Atom/Molekül eine bestimmte Energie (weil es herumfliegt, rotiert und schwingt). Aber die einzelnen Atome/Moleküle haben nicht alle dieselbe Energie. Manche haben vergleichsweise wenig, andere mehr. Da sie ständig miteinander stoßen und dabei Energie austauschen, kriegen die langsamen bald mal einen Schubs von einem schnelleren Teilchen, und das vormals schnellere Teilchen verliert dabei Energie und muß warten, bis es wieder von einem anderen angestoßen wird usw.

Da aber selbst ein kleines Nebeltröpfchen aus sehr vielen Teilchen besteht, kann man eine statistische Auswertung machen und so etwas wie „den mittleren En­ergie­­gehalt eines Teilchens“ bestimmen. Diese mittlere Energie ist dann eng ver­wandt mit der Temperatur (zum Umrechnen braucht man die Wärme­kapazi­tät).

Bei einem einzelnen Teilchen geht das aber nicht, weil man darüber ja nicht mitteln kann. Deshalb hat ein einzelnes Atom/Molekül zwar eine Energie, aber keine Temperatur.

Die Definition der Temperatur geschieht dadurch, dass sich zwei thermodynamische Systeme (gemessenes System + Thermometer) im thermodynamischen Gleichgewicht befinden.

Daher können aufgrund der Herleitung auch nur Systeme eine Temperatur haben, nie aber einzelne Atome.

Atome können nur eine Schwingungsenergie + potenzielle Energie + Bindungsenergie (fest, flüssig) oder eine kinetische Energie (gasförmig) haben.

Allerdings kann man zu einem Trick greifen und so betreffs eines einzelnen Atoms sagen:

Hätten wir ein System, in dem alle Atome dieselbe Energie hätten wie dieses einzelne Atom, dann hätte dieses System eine Temperatur von x Kelvin.

Ein Körper, der aus vielen Teilen, Atomen oder Molekülen, besteht, hat einen Temperatur, die sich aus der unregelmäßigen Bewegung der Teile relativ zu einander ergibt. Je schneller, um so wärmer ist er.

Die einzelnen Teile selber haben in diesem Sinn keine Temperatur.

Auch von Reibung kann man nicht bei einzelnen dieser Teile sprechen.

Was ist dann keine Temperatur?

Es ist nicht warm nicht kalt. Und doch ist es da. Wie funktioniert das?

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@Maxmustermal
Und doch ist es da.

Es ist halt nicht da, oder da ist nichts. Du kannst nicht einfach postulieren, dass etwas da ist, wenn da nichts ist.

Ein Vakuum hat keine Temperatur, oder ein einzelnes Teilchen im Vakuum.

Nochmal: Die Temperatur ist eine Durchschnittgröße, und ein Durchschnitt braucht VIELE Einzelwerte. Wenn da nicht viele Teilchen sind, gibt es keine Temperatur. Oder wie ist denn DEIN Durchschnittsalter?

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@Maxmustermal

noch ein Hinweis: Du solltest nicht "warm" bzw. "kalt" mit Temperatur in Verbindung bringen, sondern eher mit Wärmeenergie/Wärmetransport (das sind unterschiedliche Dinge). Die Temperatur ist thermodynamisch klar definiert und alles andere als "einfach greifbar", wie es die Verwendung des Temperaturbegriffs im Alltag suggeriert.

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am besten fließt der elektrische strom bei 0°Kelvin (ca.-273,15°Celsius)

...habe ich eben gelesen, stimmt das so? Und wenn ya, warum? warum grad -273,15°C !?!? warum nicht -367°C? oder -500°C? wer hat das so genau angegeben? ich mein die "-xxx,15" Was ist eigentlich temperatur? was die menschen als "temperatur" wahrnehmen, was ist das in wirklichkeit? was ist die ursache dafür? einer in der berufsschool sagte mal "ein anderes wort für temperatur ist molekularbewegung" wäre exact das gleiche. stimmt das? das hieße um so mehr... bewegung bei den... atomen umso "heißer/wärmer" ist es? und um so weniger bewegung umso "kälter" ist es? nur dann frage ich mich... wenn es z.b. winder ist... und ich morgends aufstehe und rausgehe und es für mich als "kalt" empfinde... also quasi für mich "zu wenig bewegung" (könnte man so sagen?) weht ja in der luft meistens trotzdem der wind... und wind wäre ja wieder bewegung und bewegung bedeutet ja wärme!? also passt das doch nicht... versteht ihr was ich meine? könnter ihr mir diese fragen beantwortet? hoffe ihr seid so schlau weil ich wär es auch gerne

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