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Materiemenge stellt ein Ensemble von sehr vielen Teilchen dar Mechanisches Verhalten jedes einzelnen Teilchens (Flugbahn) nicht bekannt und ohne Bedeutung.

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Präsentation zum Thema: "Materiemenge stellt ein Ensemble von sehr vielen Teilchen dar Mechanisches Verhalten jedes einzelnen Teilchens (Flugbahn) nicht bekannt und ohne Bedeutung."—  Präsentation transkript:

1 Materiemenge stellt ein Ensemble von sehr vielen Teilchen dar Mechanisches Verhalten jedes einzelnen Teilchens (Flugbahn) nicht bekannt und ohne Bedeutung für das Verhalten der Materiemenge. Benutzung statistischer Mittelwerte über die Gesamtheit Parameter Temperatur Phänomenologische Temperaturskala Fixpunkte für Celsius-Skala schmelzendes Eis-Wasser bekommt die Temperatur 0°Celsius siedendes Wasser (System Wasser-Dampf) die Temperatur 100°C } bei Druck von 10 5 Pa = 1 bar 3. Wärmelehre Interpolation mit Meßinstrument Thermometer benutztes Symbol für Temperatur

2 3.1 Wärmeausdehnung Versuch: Kugel Metalle ungefähr /°CQuarz ungefähr /°C Ausdehnungs- koeffizient Längenausdehnung reversibel Schalter

3 Volumenausdehnung Ansatz Einsetzen der Linearausdehnungen mit Eichung eines Thermometers Gibt es ein ideales Thermometer? Volumenvergrößerung Dichteabnahme Warme Materie steigt in kalter Umgebung auf! Konvektion Wasseranomalie Flüssigkeitsthermometer, Fieberthermometer Quecksilber (Hg) 2·10 -4 /°C bei 20°C 32 undmitAnteile3 VV cabcbabcaabc QuaderBeispiel ccbbaaVV abc V c c b b a a

4 Ensemble von frei verschiebbaren Teilchen mit geringer Kopplung untereinander unwahrscheinlich, daß alle Teilchen in Ruhe sind Brownsche Molekularbewegung Ideales GasGröße nullKopplung null elastischer Stoß untereinander Aggregatzustand wie fest und flüssig 3.2 Gase vielen Öltropfen

5 Stoßmodell für Gas Zustandsgrößen: Teilchenzahl, Volumen, Temperatur, Gasdruck m v A n Teilchendichte, also Volumen V Summe der Kraftstöße auf Fläche A Summe führt auf und Erweiterung um 1/2 konstant Energiebild Temperatur ? Simulation Gesetz von Boyle-Mariotte Experiment

6 abgeschlossen Vakuum Natürlicher Anfang der Temperaturskala T K = ( + 273,15) °C Kelvinskala W kin Temperatur Verhalten des idealen Gases h V ghp FlGas T Kinetische Energie und Temperatur Boltzmann-Konstante: 1,38· J/K oder Mole universelle Gaskonstante: 8,3143J/(K·mol) 6·10 23 Teilchen 2 für 2N Variation der Temperatur C p für N Volumen fest - 273,15 W = 0 kin

7 Kompressibilität von Gas Luftdruck? Variation des Volumens

8 Rohrvolumen << V Fixpunkt der Kelvin-Skala: Tripelpunkt Wasser 0,01°C = 273,16K T eich p eich Universelles Thermometer? Universelles Material? Luft? Gasgemisch : MolanteilePartialdrucke Gasthermometer

9 Maxwell-Geschwindigkeitsverteilung N2N Geschwindigkeit v [m/s] 2· ,5· · ,5·10 -3 Häufigkeit [1/(m/s)] 0 20°C 500°C pro Teilchen Atom oder Molekül Wärme Kinetische Energie:

10 Temperaturschalter mit Bimetallstreifen Materialsammlung Bimetall

11 Flüssigkeitsthermometer großes Volumen Kapillare Maximumsfunktion Abschnürung klassisches Fieberthermometer Auflösung Skala durch Kalibrierung

12 Phasenübergang spezifisches Volumen größte Dichte 1,0003 1,0002 1,0001 1,0000 1,090 1,089 1,088 1,087 V S [cm 3 /g] C] Eis Wasser 0 Wasseranomalie Wasser ist keine geeignete Flüssigkeit für ein Thermometer Eis normales Verhalten


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