Moin,
einfach schon, aber schlicht und einfach falsch!
jain.
es ist nicht völlig richtig, aber auch nicht völlig falsch.
Es gibt Beispiele wo dies stimmt, z.B. kondensierte Phase - Gasphase, aber auch Beispiele, in denen es nicht stimmt. Spontan fällt mir jetzt aber kein Beispiel ein, kannst Du aushelfen?
Gandalf
hallo,
Es gibt Beispiele wo dies stimmt, z.B. kondensierte Phase -
Gasphase, aber auch Beispiele, in denen es nicht stimmt.
Spontan fällt mir jetzt aber kein Beispiel ein, kannst Du
aushelfen?
mit dem phasenübergang hast du einen -aus physikalischer sicht- seltenen sonderfall genannt, bei dem sich grundlegend was ändert und deshalb viele leute sagen, das sei vergleichbar mit (un-)ordnung.
was ist mit all den standardfällen, bei denen sich die phase NICHT ändert? dort versagt der ordnungsbegriff kläglich und kann sich sogar ins gegenteil umkehren: die entropie hat sich erhöht und trotzdem fliegen die moleküle nun langsamer, was zweifellos „ordentlicher“ aussieht.
diese leute meinen, dass viele teile in ruhendem zustand „ordentlicher“ sind als viele teile in bewegtem zustand.
das ist absolute willkür.
als beispiel wird oft z.b. eine bücherei angeführt, in der alle bücher entweder geordnet im regal stehen, oder lose auf dem boden herumliegen. diese analogie ist lausig, da beide zustände starr und unbeweglich sind. man könnte nun anführen, dass der unordentliche zustand (auf dem boden verteilt) viel mehr realisierungsmöglichkeiten hat als der ordentliche zustand, aber das stimmt nur dann, wenn man an den begriff ordnung eine reihe von zusatzbedingungen stellt wie z.b. „alphabetisch in einer reihe“
aber genau das ist in die teilchenwelt so nicht übertragbar.
hinzu kommt, dass es auf den ersten blick überhaupt nicht einsichtig ist, dass ein kondensierter zustand weniger realisierungsmöglichkeiten haben soll als ein gasförmiger, da sich die realisierungsmöglichkeiten ja nicht nur auf die verteilung im raum beschränken.
der eine zustand, in dem alle bücher geordnet (starr) im regal stehen, ist genauso wahrscheinlich wie der eine zustand, in dem die bücher im jetzigen moment (ebenfalls starr) auf dem boden herumliegen. diese analogie, kann man 1:1 in die teilchenwelt übertragen:
ein mikrozustand des makrozustandes „kondensiert“ ist genauso wahrscheinlich und durch nichts ausgezeichnet wie bzw. von einem mikrozustand des makrozustandes „gasförmig“.
entscheidend ist, dass letzterer makrozustand eben aus sehr viel mehr mikrozuständen besteht als ersterer. und genau diese entscheidende tatsache kommt in all den ordnungsbeispielen wie z.b. der bücherei ja gerade *nicht* zum ausdruck.
stattdessen wird „starr“ einfach als ordentlich und „bewegt“ als unordentlich bezeichnet.
also:
die allein auf dem sonderfall „phasenübergang“ basierende willkürliche ordnungsdefinition bringt das wesentliche nicht zum ausdruck und versagt in den standardfällen völlig bzw. kehrt sich ins gegenteil um.
eine statistische erklärung der entropie über die anzahl der realisierungsmöglichkeiten von makrozuständen ist (sogar ganz ohne quantenmechanik) viel leichter verstehbar und obendrein wasserdicht.
Hallo!
der eine zustand, in dem alle bücher geordnet (starr) im regal
stehen, ist genauso wahrscheinlich wie der eine zustand, in
dem die bücher im jetzigen moment (ebenfalls starr) auf dem
boden herumliegen.
Das stimmt nicht. Und zwar aus genau der Begründung, die Du für die Teilchen nennst.
Nehmen wir mal an, die Bibliothek bestünde aus genau drei Bücher. Es gibt genau 6 Möglichkeiten die Bücher ins Regal zu stellen, aber beliebig viele Möglichkeiten, sie auf dem Boden zu zerstreuen.
Michael
Guten Tag,
bitte lies meinen satz mal genau durch.
ausserdem hast du mit „6“ und „unendlich“ 2 zusatzannahmen gemacht, die den menschlichen sinn für ordnung wiederspiegeln und dafür sorgen, dass diese analogie überhaupt funktioniert.
ist aber auch egal, da phasenübergänge sowieso ein ausnahmefall sind.
meinetwegen kann man entropie für phasenübergänge als ordnungsmass auffassen, aber dem allgemeinen verständnis ist es abträglich. es wirft nur noch mehr fragen auf.
um für die gymnasiale oberstufe verständlich und zugleich richtig zu wirken, führt kein weg an der statistischen definition vorbei.
Hallo!
meinetwegen kann man entropie für phasenübergänge als
ordnungsmass auffassen, aber dem allgemeinen verständnis ist
es abträglich. es wirft nur noch mehr fragen auf.um für die gymnasiale oberstufe verständlich und zugleich
richtig zu wirken, führt kein weg an der statistischen
definition vorbei.
Nun soll aber die Entropie nicht erst in der Oberstufe, sondern schon in der Mittelstufe eingeführt werden. Das ist zwar meiner persönlichen Meinung nach ziemlicher Käse. Physikalische Größen, für die man keine eindeutige Messvorschrift angeben kann, sind für Schüler immer ziemlich unanschaulich. Das fängt schon bei der Energie an.
Und nun stellt sich die Frage: Wie kann man in einer prä-mathematischen Formulierung sachlich richtig und anschaulich erklären, was Entropie ist?
„Unordnung“ ist da zwar nicht perfekt, aber auch nicht ganz schlecht. Einen Zustand von Unordnung kann ich nur dann in Ordnung überführen, indem ich „aufräume“.
Michael