Inkonsistenz im System der SI-Einheiten

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Kurzfassung

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Auf Einheiten der mechanischen Größen Länge, Masse und Zeit kann in einem Einheitensystem, das die direkte Messung von Energie erlauben soll, nicht verzichtet werden.

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Die Einheiten für elektrischen Strom, Stoffmenge und Lichtstärke, welche im Internationalen Einheitensystem (SI) enthalten sind, lassen sich konsequenterweise aus denjenigen Quanten – Elementarladung, Atom bzw. Molekül und Photon – entwickeln, die den Mengen (bzw. ihren Strömen oder Dichten) jeweils zugrundeliegen.

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Während sich die Werte aller vorgenannten Größen aus dem Vergleich mit einem Repräsentanten ihrer jeweiligen Einheit ergeben, wird für die Thermodynamische Temperatur ein „Temperometer“ benötigt, das sich an den zu messenden Zustand anpassen muss, bevor es Energie- und Entropiemengen miteinander vergleichen kann. Da es an einer Messvorschrift für die Entropie mangelt, muss die Entropie – ohne jeden physikalischen Grund – als Erhaltungsgröße behandelt werden.

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Da der universelle Anspruch an die Thermodynamische Temperatur obsolet ist, erschöpft sich die Einheitendefinition in der Skalierung eines unrealisierbaren Thermometers ohne physikalische Bedeutung. Nicht umsonst muss die Kelvin-Skala nach wie vor über Normale dargestellt werden, die von vereinbarten Thermometern definiert extrapoliert werden.

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Zukünftig soll die Temperatur aus der Energieänderung ableiten, die mit der Impulsänderung von Teilchen einer Stoffmenge verbunden ist. Dadurch entsteht die Skala des Gasthermometers nicht aus einem Fixpunkt, sondern aus Zustandsunterschieden, die im gesamten Geltungsbereich herangezogen werden können.

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Die boltzmannsche Konstante wäre dabei angemessenerweise aus dem Produkt einer Entropieelementarmenge, die willkürlich bestimmbar ist, und einer Lichtgaskonstanten, die die Steigung der Celsius-Skala in die Kelvin-Skala hineinträgt, darzustellen.