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Irreversibilität


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Ein physikalischer Prozess ist irreversibel wenn er nicht umkehrbar ist. Als diene ein Glas welches von einem Tisch den Boden fällt und zerspringt. Nach Rudolf Clausius ist dieser Prozess irreversibel da er spontan in umgekehrter Richtung ablaufen kann. In Tat ist noch nie beobachtet worden wie Splitter eines Glases sich spontan wieder zusammensetzten das neu entstandene Glas auf einen Tisch

Diese Definition ist jedoch noch unvollständig zuerst Max Planck erkannte. Um den Planckschen Irreversibilitätsbegriff zu stellen wir uns vor dass das zersprungene eingeschmolzen wird ein neues Glas entsteht welches auf den Tisch gestellt wird. Nun ist der Ausgangszustand (Glas auf dem Tisch) wieder worden nur auf eine andere Art und Während des Schmelzens und Formen des Glases jedoch zusätzliche irreversible Prozesse stattgefunden; der Versuch irreversiblen Prozess rückgängig zu machen hat also eine tiefe Spur der Irreversibilität in der zurückgelassen.

Die eigentliche Definition der Irreversibilität ist die folgende: Es gibt kein Mittel einen irreversiblen Prozess irgend eine Art und Weise rückgängig zu und gleichzeitig alle benutzten Hilfsmittel wieder in Ausgangszustand zurückzuversetzen .

Diese Planckschen Formulierung der Irreversibilität ist stärker als die von Clausius da alle und jedes Mittel bei der Umkehrung eines eingesetzt werden dürfen. Wenn man davon ausgeht es bestimmte irreversible Prozesse in der Natur jeden Fall gibt wie die Umwandlung von Arbeit in Wärme ( z.B. durch Reibung) es möglich zu zeigen dass thermodynamische Zustände natürliche Ordnung in Bezug auf ihre zeiliche Abfolge besitzen. Diese Ordnung kann für Gleichgewichtszustände eine Zahl die thermodynamische Entropie ausgedrückt werden.

Ausgehend vom Irreversibilitätsbegriff können die Gesetze Thermodynamik abgeleitet werden - die Thermodynamik wird einer Theorie der Irreversibilität. Diesen Zugang bezeichnet als axiomatische Thermodynamik. Nach Max Planck ist Ansatz unter anderem von Constatin Caratheodory R. und Peter T. Landsberg weiterentwickelt worden.

Bemerkenswert ist dass der Entropiebegriff der Thermodynamik weder eine statistische Interpretation noch die mit Hilfe reversibler Kreisprozesse (siehe Carnot-Prozess ) benötigt. Auch in neuerer Zeit werden wieder Arbeiten publiziert die diese Interpretation der vertiefen.



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