Der Kosmos eines Temperometers

  Vorangehende Seite Nächste Seite Für die Druckfunktion wird JavaScript benötigt!  

Bei einem Temperometer muss es sich um ein Universalsystem handeln, dessen Zusammensetzung beliebig steuerbar ist und das deshalb jeden realisierbaren Zustand einnehmen kann. Wäre seine gleichsam weltformelartige Energiefunktion bekannt, könnten sämtliche Potentiale bzw. intensiven Größen auch ausgerechnet und für einen konkreten Fall dann angemessen genähert werden.

Praktisch betrachtet muss es sich um einen Reaktor handeln, an dem jede extensive Größe – im Rahmen des physikalisch Möglichen – frei eingestellt werden kann und der über eine Kontaktfläche verfügt, die für den Austausch einer bestimmten Größe durchlässig gemacht werden kann. Außerdem muss eine Anzeige vorhanden sein, die bei jedem Fließgewicht an der Kontaktfläche einen Wert anzeigt.

Wird nun ein System kontaktiert, dessen Potential für einen oder mehrere Zustände bestimmt werden soll, dann ist der Algorithmus, aus dem sich der vom Temperometer angezeigte Wert ergibt, nur dann über jeden Zweifel erhaben, wenn im Reaktor selbst alle Zustände realisiert werden können, die mit dem kontaktierten System ein Fließgleichgewicht ausbilden würden, und wenn das Temperometer dann auch jedesmal denselben Wert anzeigt. Dann und nur dann kann man darauf vertrauen, dass für die mit dem Temperometer vermessenen Systeme auch richtige Prognosen über ein Fließgleichgewicht zwischen ihnen gemacht werden können.

Natürlich ist ein solcher Reaktor reine Fiktion. Gleichwohl zeigt er das Dilemma auf, in dem die Physik steckt und aus dem sie sich im Falle des thermischen Potentials halbherzig mit dem „Nullten Hauptsatz“ zu befreien versucht hat. Dieser erlaubt die Prognose, dass zwei Systeme, an denen mit Hilfe eines dritten Systems dieselbe Temperatur gemessen wird, bei thermischem Kontakt untereinander keine Zustandsänderungen erfahren würden. Dies ist gleichbedeutend mit der Annahme, dass ein Thermometer an zwei Systemen, die miteinander im thermischen Gleichgewicht stehen, dieselbe Temperatur misst.

Während ein Temperometer die Güte des Algorithmus, der seine „entropieempfindlichen“ Größen in eine intensive Größe umrechnet, an allen für ein Fließgleichgewicht in Frage kommenden Zuständen beweisen muss, bevor man aus den von ihm ausgegebenen Werten irgendeine Prognose ableitet, wird dem Thermometer des „Nullten Hauptsatzes“ dergleichen nicht abverlangt: Sind die von einem beliebigen Thermometer ausgerechneten Temperaturen gleich, dann müssen die vermessenen Systeme im Fließgleichgewicht stehen.