Temperatur und Potential

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Im Zusammenhang mit Temperatur sind viele unterschiedliche Begriffe gebräuchlich. Die wichtigste Unterscheidung betrifft Temperatur auf der einen Seite und thermisches Potential auf der anderen:

Bei einer „Temperatur“ handelt es sich um eine geeignet entworfene systemspezifische Funktion, die hier Temperaturfunktion genannt werden soll. Im Gegensatz zum thermischen Potential, das sich systemspezifisch ableiten lässt, müssen Temperaturfunktionen unterschiedlicher Systeme mit Rücksicht aufeinander konstruiert werden. Idealerweise ergäbe sich eine „Universelle Temperatur“ aus einer einzigen universellen Rechenvorschrift, die auf beliebige Zustände angewendet konsistente Ergebnisse erbringt.
Bei einem „thermischen Potential“ handelt es sich um die partielle Ableitung einer systemspezifischen Energiefunktion. Idealerweise ergäbe sich ein „Universelles Thermisches Potential“ aus der einen Universellen Energiefunktion, die ein System beliebiger Zusammensetzung beschreiben würde.

Aus physikalischen Gründen bilden alle systemspezifischen thermischen Potentiale (zusammen mit einem evtl. existierenden Universellen Thermischen Potential) eine konsistente Klasse von Temperaturfunktionen. Der umgekehrte Schluss, dass es sich bei einer Klasse konsistenter Temperaturfunktionen auch um systemspezifische thermische Potentiale handeln muss, ist dagegen nicht ohne weiteres zulässig.

Die Wärmelehre wähnt sich in der optimalen Position, mit der Thermodynamischen Temperatur das Universelle Thermische Potential zu kennen. Um sie abzuleiten, wird nicht etwa auf die eine Universelle Energiefunktion zurückgegriffen (wofür die Wärmelehre über eine valide „Theory of Everything“ verfügen müsste), sondern auf den „Zweiten Hauptsatz“. Da die Ableitung des Universellen Thermischen Potentials ohnehin mit einer gänzlich unpraktikablen Messvorschrift verbunden ist, wird es über einen weiten Zustandsbereich ersatzweise mit der Gastemperatur gemessen.

In dem Kapitel über die „Thermodynamische Temperatur“ wird nachgewiesen, dass ihre Ableitung nicht nur zu unpraktikablen, sondern zu potentiell unsinnigen Ergebnissen führt, deren Verwendung im universellen Sinne sich schlichtweg verbietet.