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b_waermelehre:temperatur [19 December 2016 10:53] – mmenssen | b_waermelehre:temperatur [18 April 2022 18:20] (current) – ↷ Links adapted because of a move operation knaak@iqo.uni-hannover.de | ||
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Was wir im Alltag als **Temperatur** wahrnehmen wird durch die Physik der Thermodynamik als die Bewegung von Teilchen erklärt, z.B. der Bewegung und Schwingung von Molekülen in einer Flüssigkeit. Per Definition ist die Temperatur $T$ ein Maß für die mittlere kinetische Energie $\bar{E}_\mathrm{kin}$ eines Teilchens und es gilt | Was wir im Alltag als **Temperatur** wahrnehmen wird durch die Physik der Thermodynamik als die Bewegung von Teilchen erklärt, z.B. der Bewegung und Schwingung von Molekülen in einer Flüssigkeit. Per Definition ist die Temperatur $T$ ein Maß für die mittlere kinetische Energie $\bar{E}_\mathrm{kin}$ eines Teilchens und es gilt | ||
$$ \bar{E}_\mathrm{kin} = \frac{3}{2} k_\mathrm{B} T \quad \left[\mathrm{J}\right]$$ | $$ \bar{E}_\mathrm{kin} = \frac{3}{2} k_\mathrm{B} T \quad \left[\mathrm{J}\right]$$ | ||
- | wobei $k_\mathrm{B}$ die [[ergaenzungen:begriffe&# | + | wobei $k_\mathrm{B}$ die [[archiv: |
++++ Weiterführendes? | ++++ Weiterführendes? | ||
Die Freiheitsgerade eines freien einzelnen klassischen Teilchens (z.B. ein $\mathrm{He}$-Atom) sind lediglich die drei Bewegungsrichtungen in X, Y und Z. Die allgemeine Formel für den Zusammenhang von kinetischer Energie und Temperatur lautet | Die Freiheitsgerade eines freien einzelnen klassischen Teilchens (z.B. ein $\mathrm{He}$-Atom) sind lediglich die drei Bewegungsrichtungen in X, Y und Z. Die allgemeine Formel für den Zusammenhang von kinetischer Energie und Temperatur lautet | ||
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==== Grad Celsius ==== | ==== Grad Celsius ==== | ||
- | Die Einheit Celsius wurde so festgelegt, dass Eis bei 0°C schmilzt und Wasser bei 100°C siedet (bei [[ergaenzungen: | + | Die Einheit Celsius wurde so festgelegt, dass Eis bei 0°C schmilzt und Wasser bei 100°C siedet (bei [[archiv: |
Im gegensatz zu der Kelvin Skala ist die Celsius Skala für physikalische Berechnungen jedoch schlechter geeignet. Dies liegt vor allem an den möglichen negativen Werten. | Im gegensatz zu der Kelvin Skala ist die Celsius Skala für physikalische Berechnungen jedoch schlechter geeignet. Dies liegt vor allem an den möglichen negativen Werten. | ||
++++ Weiterführendes? | ++++ Weiterführendes? | ||
- | Wird ein klassisches Quecksilber-Thermometer betrachtet, dann lässt sich [[ergaenzungen:begriffe&# | + | Wird ein klassisches Quecksilber-Thermometer betrachtet, dann lässt sich [[archiv: |
$$ T = 100°\mathrm{C} \frac{V-V_0}{V_{100}-V_0}.$$ | $$ T = 100°\mathrm{C} \frac{V-V_0}{V_{100}-V_0}.$$ | ||
Mit dem Volumen $V$ bei der zu berechnenden Temperatur $T$, dem Volumen $V_0$ bei 0°C und dem Volumen $V_{100}$ bei 100°C. | Mit dem Volumen $V$ bei der zu berechnenden Temperatur $T$, dem Volumen $V_0$ bei 0°C und dem Volumen $V_{100}$ bei 100°C. | ||
- | Es zeigt sich eine lineare Abhängigkeit, | + | Es zeigt sich eine lineare Abhängigkeit, |
Desweiteren variiert das Gesetz für unterschiedliche Flüssigkeiten, | Desweiteren variiert das Gesetz für unterschiedliche Flüssigkeiten, | ||
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Wird anstelle eines Flüssigkeiten-Thermometers ein Gas-Thermometer verwendet, in welchen das Volumen eines Gases als Maß für die innere kinetische Energie und damit auch für die Temperatur steht, so ergibt sich das **Gesetz von Gay-Lussac** | Wird anstelle eines Flüssigkeiten-Thermometers ein Gas-Thermometer verwendet, in welchen das Volumen eines Gases als Maß für die innere kinetische Energie und damit auch für die Temperatur steht, so ergibt sich das **Gesetz von Gay-Lussac** | ||
$$ V=V_0+V_0 \beta T = V_0(1+\beta T) ,$$ | $$ V=V_0+V_0 \beta T = V_0(1+\beta T) ,$$ | ||
- | mit $V_0$ dem Ausgangsvolumen und $\beta$ dem [[ergaenzungen:begriffe&# | + | mit $V_0$ dem Ausgangsvolumen und $\beta$ dem [[archiv: |
++++ Weiterführendes? | ++++ Weiterführendes? | ||
Der Punkt ($-273, | Der Punkt ($-273, |