Reversibilität

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In der Mechanik werden Prozesse oder Vorgänge grundsätzlich dynamisch verstanden, d.h. sie werden wenigstens gedanklich mit gewissen Ursachen zusammengeführt, obwohl es stets um „Wechsel-Wirkungen“ und nicht um „Ursache und Wirkung“ geht. Auch der „Zweite Hauptsatz“ hebt darauf ab wenn er formuliert, dass eine periodisch arbeitende Maschine, die nichts anderes bewirken könne, als ein Wärme-Reseroir abzukühlen und dabei Arbeit zu verrichten, unmöglich zu konstruieren sei. Die dynamisierende Form dieses Satzes sorgt für den nötigen Touch von „Irrealität“: Eine Maschine, die natürliche Ausgleichsvorgänge einfach umdrehen kann, muss ein Ding der Unmöglichkeit sein.

Doch die „umgekehrte“ Aneinanderreihung der fraglichen Gleichgewichtszustände, die im Rahmen der Wärmelehre gleichrangig ist, fällt auf diese Weise unter den Tisch. Berücksichtigt man beide Seiten der Medaille, dann geht dem „Zweiten Hauptsatz“ das entscheidende Quäntchen an Evidenz verloren, was ihn für die Belange der Wärmelehre endgültig nutzlos macht (der angestrebte Beweis scheitert unabhängig von der schuldig gebliebenen Validierung des „Zweiten Hauptsatz“).

Bis heute wird der prozesshafte Charakter prozessualer Zustandsmengen entweder vorgegaukelt, indem Gleichgewichtsgrößen einfach zeitlich parametrisiert werden [Müller 32001, 110], oder ihnen abgerungen, indem Systeme durch verschwindend kleine Gradienten intensiver Größen am Ende „unendlich langsam“ [Giancoli 32010, 699] oder wenigstens „langsam und sanft genug“ [Feynman 42001, 622] durch ihre Gleichgewichtszustände getrieben werden.

Dabei sind im Rahmen der Wärmelehre nur „zuständliche“ Anschauungskategorien gefragt. Es gibt weder Ursachen noch Wirkungen, sondern nur systemische Mengen stabiler Zustände und die (mengenmäßigen) Unterschiede zwischen ihnen (siehe Abbildung 4.3 unten). Eine solche Systemische Zustandsmenge ist mit einem Satz an Zustandsgleichungen verbunden, der nur für eins gut ist: Kombinationen von Größenwerten der in ihnen auftretenden physikalischen Größen „auszuwer­fen“. Wobei diese Größenwerte dahingehend zu überprüfen sind, ob es ein konkretes System gibt, an dessen Gleichgewichtszuständen diese als Messwerte wiedergefunden werden können.

Der „Zweite Hauptsatz“ subventioniert die Wärmelehre auf höchst gefährliche Weise, weil er alle denkmöglichen Systemischen Zustandsmengen einteilt in solche, für die wir in der Natur ein adäquates konkretes System finden können (Entropie ist Erhaltungsgröße), und in solche, wo das nicht möglich sein soll (Entropie ist keine Erhaltungsgröße).

 

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Abbildung 4.3: Im 1. Band des Lehrbuchs der Experimentalphysik von Ludwig Bergmann und Clemens Schäfer wird die Zeitlosigkeit der „Thermostatik“ klargestellt [Bergmann/Schäfer 111998, 990].