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Kurzfassung

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Wer Entropie nicht messen will, muss das thermische Potential kennen. Deshalb wurde auch ein „carnotsches Thermometer“ konstruiert, um das thermische Potential beliebiger Systeme als „Thermodynamische Temperatur“ messen und der Entropie damit Gestalt geben zu können.

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Alle Ansätze zur Definition dieser Thermodynamischen Temperatur und zur Konstruktion von Geräten zu ihrer Messung scheitern jedoch an einschränkenden, unbewiesenen und unsinnigen Annahmen, die hierfür getroffen werden müssen.

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Angesichts dieser Notlage sollte jeder Ansatz willkommen sein, um die Entropie als unabhängige Basisgröße bestimmen zu können. Ein Ausgangspunkt ist mit dem planckschen Konzept der quantisierten Lichtmenge gegeben, welches 1900 die Quantenrevolution der Physik begründete.

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Plancks 1900 abgeleitete Photonendichte der Hohlraumstrahlung ist direkt proportional zu ihrer Entropiedichte, die Boltzmanns bereits 1884 gefunden hatte, so dass die Entropie eines Lichtgases aus dem Produkt von Photonenzahl und boltzmannscher Konstante hervorgeht und damit derselben planckschen Quantisierungsbedingung wie das Licht unterliegt. Konsequenterweise sind Entropie und Licht auf dieselben Quanten zurückzuführen. Während der Wert der boltzmannschen Konstante physikalisch begründet festliegt, muss sich die Elementarmenge der Entropie willkürlich bestimmen lassen, weshalb ein physikalischer Zusammenhang zwischen ihnen besteht.

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Aus Strahlungsdruck, Hohlraumvolumen und Photonenzahl der Hohlraumstrahlung kann eine thermische Zustandsfunktion des Lichtgases konstruiert werden. Mit einer willkürlich angesetzten Elementarmenge der Entropie und einer kelvinkonformen Lichtgaskonstante wird sie strukturgleich zur thermischen Zustandsfunktion des Stoffgases. Damit geht die boltzmannsche Konstante nicht nur aus der Elementarmenge des Stoffs, sondern – elementarer noch – auch aus der Elementarmenge der Entropie durch eine „Gaskonstante“ hervor.

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Bei den Austauschbosonen des elektromagnetischen Feldes handelt es sich also um die Quanten der Entropie. Somit beruht die zentrale Stellung der Entropie in der Physik auch auf der Allgegenwart von Photonen bei den Umwandlungsprozessen in unserer Lebenswelt.

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Das Ringen um ein universelles thermisches Potential, das mit einem gegenstandslos bleibenden „Wärmestoff“ in Verbindung steht, hat ein Ende, wenn generell Stoff- und Lichtmengenänderungen, durch entsprechende Potentiale gewichtet, in die gibbssche Fundamentalform eines Gases eingetragen werden.

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Durch die willkürliche Festlegung der SI-Einheit der Entropie ist auch die Dimension des thermischen Potentials festgelegt. Die bisherige Thermodynamische Temperatur tut ihren Dienst zukünftig als eine „Koordinierte Temperatur“, deren Skala aus den Gaskonstanten sowohl des Stoffgases (Ideales Gas) als auch des Lichtgases (Hohlraumstrahlung) abgeleitet werden kann.