Der 2. Hauptsatz Der Thermodynamik, Naturwissenschaft meets Philosophie

[DonJohnny]

"Ein Prozess, bei dem lediglich Wärme aus einem Reservior entnommen und vollstädnig in Arbeit umgewandelt wird ist unmöglich"

2. Hauptsatz der Thermodynamik, Kelvinsche Formulierung

(Quelle: Atkins, P.W., Paula, J., "Physikalische Chemie" 4 Auflage)

Konsequenzen:

Wärme kann nicht von selbst von einem Körper niedriger Temperatur auf einen Körper höherer Temperatur übergehen.

Wärme kann nicht vollständig in Arbeit umgewandelt werden. Dies wäre eine Realisierung eines Perpetuum Mobile zweiter Art.

Der Wirkungsgrad des Carnot-Prozesses kann nicht übertroffen werden.

Alle spontan (in eine Richtung) ablaufenden Prozesse sind irreversibel.

Alle Prozesse, bei denen Reibung stattfindet, sind irreversibel.

Ausgleichs- und Mischungsvorgänge sind irreversibel.

In einem geschlossenen adiabaten System kann die Entropie nicht geringer werden.

Das Gleichgewicht isolierter thermodynamischer Systeme ist durch ein Maximalprinzip der Entropie ausgezeichnet.

Quelle: Wikipedia



Was hat das für eine Beudeutung?

Es wird die Existenz einer Entropie (=Maß für Unordnung) beschrieben. Der 2. Hauptsatz der THermodynamik sagt zudem aus, das JEDEM spontanen (also von selbst ablaufendem Prozess) die Entropie (Unordnung) im Universum zunimmt. Folglich wir das Universum in einem Zustand maximaler Entropie enden. An dieser Stelle ist Entropie aber nicht als klassisches Chaos zu verstehen, eher als Gleichverteilung aller Materie und Energie. Das Ende des Universums sieht demnach folgender Maßen aus: Das Universum ist unendlich groß, unendlich kalt (also ein unendlich kleiner Schritt von der Temperatur 0 K (~-273,15°C) entfernt und mit Elektromagnetischer Strahlung unendlich großer Wellenlänge gefüllt (Elektromagnetische Strahlungsarten sind zum beispiel Licht, Radiowellen, Infrarotstrahlung, Röntgenstrahlen). Logischerweise ist nach diesem allgemein gültigen und unumstößlichen universellem Naturgesetz die Entstehung eines Universums (also das Herbeiführen eines Zustands vor dem Urknall) unmöglich. Das ist für mich eine Art Gottesbeweis. Keine den Naturgesetzen unterworfene Kraft ist in der Lage ein Universum in die Lage eines Urknalls zu versetzen. Es muss also eine Kraft außerhalb der Naturgesetze geben.


Ich gebe zu, nicht gerade die leicht verdaulichste Materie aber hoffe der ein oder andere kann etwas dazu sagen.


PS: Mit diesem Post melde ich mich übrigens aus einer Mehrjährigen Salvia Community Abstinenz zurück!

[shapeless]

Es ist nicht einmal gesichert, dass die Naturgesetze außerhalb unserer Erde in ihrer hier bestehenen Form noch Bestand haben - unter diesem Gesichtspunkt ist das alles spekulativ.

Warum ist es für dich so wichtig, "Gott" zu beweisen?

Hast du je eine Gen-Analyse veranlasst, die überprüft, ob deine Eltern auch deine genetischen Vorfahren sind? Quasi, die Kraft außerhalb deines Systems? Nein? Warum nicht?

[DonJohnny]

Es ist nicht einmal gesichert, dass die Naturgesetze außerhalb unserer Erde in ihrer hier bestehenen Form noch Bestand haben - unter diesem Gesichtspunkt ist das alles spekulativ.

Das tolle an Naturgesetzen ist, dass sie im ganzen Universum gelten.

Warum ist es für dich so wichtig, "Gott" zu beweisen?[

Ist es nicht, das ist mehr so ein Nebeneffekt der mir aufgefallen ist.

Hast du je eine Gen-Analyse veranlasst, die überprüft, ob deine Eltern auch deine genetischen Vorfahren sind? Quasi, die Kraft außerhalb deines Systems? Nein? Warum nicht?

Ich verstehe nicht ganz was du damit meinst.

[Glassmoon]

Das zeigt nur, daß der zweite Hauptsatz der Thermodynamik nicht die Weltformel ist, mit der sich alles erklären ließe. Den Anspruch hat dieser aber auch nicht.

Das tolle an Naturgesetzen ist, dass sie im ganzen Universum gelten.

Jein. Es heißt nicht, daß es keine anderen Gesetzmäßigkeiten geben würde, die jene in diskreten Bereichen überlagern können. Zudem gelten die sogenannten Naturgesetze innerhalb unseres Unversums, wie Du schon bemerktest. Darüber hinaus haben sie keinerlei Aussagekraft.

Der Beitrag wurde bearbeitet von Glassmoon am Jun 21 2009, 13:14 Uhr.

[digit55]

Logischerweise ist nach diesem allgemein gültigen und unumstößlichen universellem Naturgesetz die Entstehung eines Universums (also das Herbeiführen eines Zustands vor dem Urknall) unmöglich."

Also erst mal: unumstößlich ist in der Wissenschaft gar nichts. Es war auch einmal unumstößlich sicher, dass die Erde flach ist.

Dein Denkfehler ist, dass der Urknall nicht als Energie-Explosion in einem bereits vorhandenem Zeitraumkontinuum, in dem die uns bekannten Naturgesetze herrschen, statt fand oder auch statt finden wird.

Die ganzen Naturgesetze unseres Universums sind ja erst beim Urknall selbst entstanden, vorher gab es sie noch nicht. Du wendest also den thermodynamischen Hauptsatz auf einen "Zeitpunkt" an, zu dem es ihn noch nicht gab.

"Zeitpunkt" in Anführungszeichen, weil vermutlich selbst Zeit und Raum erst durch den Urknall enstanden sind. Dann wären neben den uns bekannten Naturgesetzen noch nicht mal unsere Konzepte 'Zeit' und 'Raum' auf ein Kontinuum vor dem Urknall anwendbar.

Dass man auf ein Kontinuum ohne Zeit und Raum die thermodynamischen Grundsätze nicht anwenden kann, leuchtet vielleicht ein.

[c4m4ris]

der fehler liegt bei der entropie an sich. entropie ist eine wahrscheinlichkeitsentwicklung. genaus besteht jedoch die moeglichkeit, dass sich die entropie verkleinert, nur ist es halt sehr unwahrscheinlich.
deswegen ist der urknall nicht unmoeglich, sondern nur fast unmoeglich.

wenn entropie immer wachsen wuerde, dann wuerden die menschen nicht existieren, wir sind eine hochgeordnete lebensform.

ich denke auch, dass es etwas wie gott gibt, aber beweisen kann ich es nicht. und ich glaube es im endeffekt nur, weil ich existiere (falls ich existiere).

[Vyserion]

Nur weil die gesamte Entropie zunimmt, heißt es nicht, dass keine geordneten Zustände entstehen können. Auch in extrem ungeordneten Systemen entstehen temporär Zustände höherer Ordnung. Hab dazu n Artikel in der Spektrum der Wissenschaft, hab die nur grad net hier, also kann ichs net nachlesen...

[c4m4ris]

wie nimmt denn die entropie zu, wenn hochgeordnete zustaende entstehen, wuerd mich wirklich interessieren. lies das mal nach falls du gelegenheit hast.
ich kenn entropie eben nur als wahrscheinlichkeit, quelle: der stoff aus dem das universum ist.

[WerBert]

[Vyserion]

Naja wenn an einem Ort im System die Entropie sinkt muss sie halt an einem anderen Ort steigen, auf diese Art bilden sich dann in hoch ungeordneten Systemen geordnete Gebiete. Ging da glaub ich um Fluidmechanik und so...

[nicita]

Die Rede ist von der Gesammtentropie. Eine Ansammlung von Atomen kann einen geordneteren Zustand annehmen (Entropieabnahme), wenn dafür die Entropie in der Umgebung zunimt (es wird z.B. kälter).
Ein paar Kristalle verlieren ihre Strucktur, es wird um ein winzigstes bischen kühler, schon schwimmt da fröhlich eine Aminosäure, ohne das die Gesamtentropie abgenommen hätte.
Das lässt sich auch bei vielen chemischen Experimenten nachvollziehen.
z.B.: Es wird ein kristaliner Stoff in Wasser gelöst --> Die Kristalstrucktur des Stoffes löst sich, die Entropie des Stoffes nimt zu --> das Wasser erwärmt sich, die Entropie des Wassers nimt ab. Damit ist das Gleichgewicht gewahrt.

btw. Kaum einer hat in unserem Kulturkreis längere Zeit ernsthaft behauptet, die Erde sei flach. Der Knackpunkt war, das die Erde angeblich der Mittelpunkt des Sonnensystems ist(was man übrigends genausogut festlegen könnte, daraus würden sich dann nur etwas unförmigere Umlaufbahnen ergeben ). Das mit den Leuten, die glauben, die Erde sei flach ist nur ein sehr weit verbreitetes Mittelalterklischee.

Was die Entstehung des Universums betrift wurde schon alles gesagt: Sie unterliegt einfach nicht den von uns definierten (und wohl nur in diesem Teil des Universums in exakt dieser Form gültigen) "Naturgesetzen" und damit auch nicht dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik.
Wobei der Urknall auch nur eine Theorie ist. Eine ziemlich gängige, aber die "moderne" Physik ist auch noch nicht besonders alt.
Die Physiker an sich sind zum Teil aber auch ein wenig übergeschnappt. Wenn was nicht funktioniert nehmen sie einfach mal zusätzliche n-Dimensionen an, damit die Formeln einen Sinn ergeben und von experimentel überprüfbaren Sachen halte viele wohl auch nichts mehr.

[Gärtner]

Wieso? Die Jungs sind doch drauf und dran Experimente zum Urknall zu machen.
Das ist natürlich alles etwas komplexer, als nen Apfel vom Baum fallen zu lassen, aber im Prinzip versuchen sie schon ihre Überlegungen so weit wie hier auf der Erde möglich mit Experimenten zu überprüfen.

Dass man in diesen bereichen der Physik weitestgehend mit geschlossenen Augen im dunkeln stochert ist ja nicht verwunderlich. Einstein konnte seine Theorie auch nicht wirklich beweisen, das war erst später möglich.

[Vyserion]

z.B.: Es wird ein kristaliner Stoff in Wasser gelöst --> Die Kristalstrucktur des Stoffes löst sich, die Entropie des Stoffes nimt zu --> das Wasser erwärmt sich, die Entropie des Wassers nimt ab. Damit ist das Gleichgewicht gewahrt.

Die Temperatur kann sich auch erhöhen, kommt darauf an wie groß Gitterenthalpie und Lösungsenthalpie sind.

[shapeless]

http://www.focus.de/wissen/wissenschaft/bd...aid_229970.html

[einspaarundzwanzig]

In einem geschlossenen adiabaten System kann die Entropie nicht geringer werden.


Quelle: Wikipedia



Was hat das für eine Beudeutung?

Es wird die Existenz einer Entropie (=Maß für Unordnung) beschrieben.

also ich gehe davon aus das entropie umwandlung bedeutet.
dann erscheint das ganze für mich logisch und einleuchtend..
wenn man nicht in das geschehen eingreifen kann (ein adiabates system ist nicht veränderbar) dann wird sich auch an der umwandlung innerhalb dieses systems nichts veränern.

man kann das ganze universum quasi als adiabates system betrachten.
die entropie wird immer gleich sein.

[Vyserion]

Die Entropie ist die "Unordnung" eines Systems. Jedes System strebt ein maximales Maß an Unordnung an. Also ist die Änderung der Entropie deltaS immer größer 0.
Ein adiabatisches System ist für Materie und Wärme undurchlässig, aber es kann Energie in Form von Arbeit mit der Umgebung austauschen, wodurch die Entropie nicht konstant ist.
Ein abgeschlossenes System kann auch keine Arbeit mit der Umgebung austauschen, also ist die Entropie konstant.

Das Universum expandiert, wenn ich nicht irre adiabatisch, die Entropie im Universum nimmt immer mehr zu, dazu passt auch der Link von shapeless. Die Entropie kann man also als eine Art Maß für die Zeit sehen.
Naja, bin mit Thermodynamik auch net soo fit xD muss ich wohl in den Ferien beheben -.-