Carnotsches Thermometer

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Konventionelle Thermometer werden mit dem zu messenden Zustand kontaktiert bzw. in ein Strahlungsgleichgewicht gebracht, damit die Temperatur im thermischen Gleichgewicht direkt abgelesen werden kann. Ein „carnotsches Thermometer“ muss jedoch einen kompletten carnotschen Kreisprozess zwischen zwei isothermen „Entropie-Reservoiren“ ausführen, um die dabei aufgetretenen Veränderungen in ein Temperaturverhältnis umsetzen zu können.

Im Laufe eines solchen Kreisprozesses wird dem einen Entropie-Reservoir eine gewisse Menge an Entropie isotherm entzogen und daraufhin dem anderen eine gewisse Menge an Entropie isotherm zugeführt (oder umgekehrt, das spielt hier keine Rolle). Das Verhältnis der beiden Energieunterschiede, die mit den Änderungen im Entropieinventar der Entropie-Reservoire jeweils verbunden sind, soll das carnotsche Thermometer letzten Endes als Verhältnis der Thermodynamischen Temperaturen ihrer Entropie-Reservoire darstellen.

Zugunsten dieses Arrangements wird eine „Elementarannahme“ über die Abhängigkeit des thermischen Wirkungsgrades der Wärmekraftmaschine getroffen, deren Belastbarkeit sich direkt aus dem „Zweiten Hauptsatz“ ableiten lassen soll.

Die Bedeutung dieser Ableitung ist jedoch relativ, weil tatsächlich weitere kritische Voraussetzungen zwingend erfüllt sein müssen, damit die Funktionsfähigkeit eines carnotschen Thermometers wenigstens theoretisch gesichert ist.