Hallo!
Stimmt es, dass Wärmeenergie nichts anderes ist, als Bewegungsenergie der Atome? Angenommen, ein Atom befindet sich im Weltall. Dann ist seine Bewegung laut RT nur eine relative. Egal, wie groß die Bewegungsenergie und damit Temperatur ist, könnte man durch Wahl des entsprechenden Bezugssystems die Temperatur auf jeden beliebigen Wert, sogar auf null transformieren. Damit wäre die Temperatur eines Atoms undefinierbar, so lange es einsam und allein ist.
Ist dieser Gedankengang richtig oder falsch?
Grüße
Andreas
So ein Atom ist ja eine Anhäufung von kleineren Teilchen, die sich relativ zu einander bewegen.
Hallo!
Ist dieser Gedankengang richtig oder falsch?
IMHO ist er falsch, weil:
Damit wäre die Temperatur eines Atoms
undefinierbar, so lange es einsam und allein ist.
Nicht erst damit, sondern generell. Temperatur ist eine stochastische Größe, die sich aus der ungeordneten(!) Realtivgeschwindigkeiten von vielen Atomen zueinander ergibt. Darum ist eine interstallare Gaswolke auch nicht wärmer, weil sie sich auf uns zubewegt oder von uns wegbewegt, weil die Gesamtbewegung der Wolke relativ zu uns ja nicht ungeordnet ist.
VG
Jochen
Stimmt es, dass Wärmeenergie nichts anderes ist, als
Bewegungsenergie der Atome?
Nein. Weder ist jede Bewegung thermisch noch ist jede thermische Energie kinetisch.
Angenommen, ein Atom befindet sich
im Weltall. Dann ist seine Bewegung laut RT nur eine relative.
Nicht nur laut RT.
Egal, wie groß die Bewegungsenergie und damit Temperatur ist,
könnte man durch Wahl des entsprechenden Bezugssystems die
Temperatur auf jeden beliebigen Wert, sogar auf null
transformieren.
Das könnte man selbst dann nicht, wenn jede Bewegungsenergie thermisch wäre. Die Bewegungsenergie eines Federschwingers verschindet beispielsweise in keinem Bezugssystem,.
Damit wäre die Temperatur eines Atoms
undefinierbar, so lange es einsam und allein ist.
Auch das ist falsch. Du musst das Atom nur ins thermische Gleichgewicht mit einem System bekannter Temperatur bringen. Das geht beispielsweise, indem man es in einen Hohlraumstrahler steckt und das Universum kann man wegen der Hintergrundstrahlung durchaus als einen solchen betrachten.
Hallo!
So ein Atom ist ja eine Anhäufung von kleineren Teilchen, die
sich relativ zu einander bewegen.
Ich weiß. Aber was heißt das konret auf die Frage bezogen?
Grüße
Andreas
Hallo!
Weder ist jede Bewegung thermisch
Das ist klar. Das meinte ich auch nicht.
noch ist jede thermische Energie kinetisch.
Was genau meinst du damit?
Das könnte man selbst dann nicht, wenn jede Bewegungsenergie
thermisch wäre. Die Bewegungsenergie eines Federschwingers
verschindet beispielsweise in keinem Bezugssystem,.
Ein Federschwinger besteht ja auch nicht aus einem einzelnen Atom.
Auch das ist falsch. Du musst das Atom nur ins thermische
Gleichgewicht mit einem System bekannter Temperatur bringen.
Das ist klar. Aber was folgt daraus für das Atom? Was passiert mit dem kalten Atom, wenn es von einem Infrarotstrahl getroffen wird? Wird es wärmer? Wenn ja, was genau ändert sich? Die Bewegung? Oder das Niveau eines Elektrons? Oder beides? Und was davon ist Wärme?
Grüße
Andreas
Hallo Jochen!
Genauso meinte es der Gedankengang, auch wenn es vielleicht nicht ganz so formuliert war.
Grüße
Andreas
Teilchen statt Atomen
huhu!
So ein Atom ist ja eine Anhäufung von kleineren Teilchen, die
sich relativ zu einander bewegen.
Ich weiß. Aber was heißt das konret auf die Frage bezogen?
Deine Definition
„Stimmt es, dass Wärmeenergie nichts anderes ist, als Bewegungsenergie der Atome?“
hat er wahrscheinlich auf
„Stimmt es, dass Wärmeenergie nichts anderes ist, als Bewegungsenergie von Teilchen?“
erweitert.
Gruß
Paul
Huhu Paul!
Deine Definition
„Stimmt es, dass Wärmeenergie nichts anderes ist, als
Bewegungsenergie der Atome?“
hat er wahrscheinlich auf
„Stimmt es, dass Wärmeenergie nichts anderes ist, als
Bewegungsenergie von Teilchen?“
erweitert.
Ja, aber was heißt das? Auch bei einem Atom am absoluten Nullpunkt bewegen sich die Teilchen. Hat es etwas mit Elektronenniveaus zu tun? Und hat deren Energie etwas mit Wärmeenergie zu tun? Und wenn ja, was?
Grüße
Andreas
… Die Bewegungsenergie eines Federschwingers
verschindet beispielsweise in keinem Bezugssystem …
Was ist ein Federschwinger?
Hallo Andreas,
lass dich nicht wirr machen.
Natürlich hat ein einzelnes Atom keine Temperatur.
Diese definiert sich immer über die gegenseitigen Geschwindigkeiten von Teilchen in einer (mir fällt grad kein passender Ausdruck ein) Gruppe.
Innermolekulare Drehungen und Schwingungen sind auch Ausdruck der Temperatur, aber das geht am Thema vorbei.
Ich poste dies so schnell und trotzig, weil die Halbwertszeit von Fragen hier leider ziemlich gering ist.
Gruß, Zoelomat
Hi DrStupid,
Das geht beispielsweise, indem man es in einen
Hohlraumstrahler steckt und das Universum kann man wegen der
Hintergrundstrahlung durchaus als einen solchen betrachten.
ist ein einzelnes Atom denn für die Hintergrundstrahlung überhaupt empfänglich? Schon Moleküle wie N2 sind das für gängige IR-Strahlen wohl kaum.
Gruß, Zoelomat
Ja, aber was heißt das? Auch bei einem Atom am absoluten
Nullpunkt bewegen sich die Teilchen.
Das hat damit zu tun, dass auch Bewegungsenergien gequantelt sind. Und beim Helium ist das unterste Niveau eben so hoch, dass es bei normalem Luftdruck und 0 K flüssig ist.
Auch Schallwellen sind gequantelt, nach dem Phon Phononen genannt. Aber das führt hier wohl etwas zu weit vom Thema Temperatur ab.
Hallo!
Was passiert
mit dem kalten Atom, wenn es von einem Infrarotstrahl
getroffen wird? Wird es wärmer? Wenn ja, was genau ändert
sich? Die Bewegung? Oder das Niveau eines Elektrons? Oder
beides? Und was davon ist Wärme?
Das Atom könnte das Photon absorbieren. Dabei wird ein Elektron auf ein höheres Energienieveau gehoben. Da braucht es nun mehr Raum. Wenn da ein anderes Atom wäre, dann würde/könnte das einen Impuls geben, bei dem das Elekron zurückfällt und dabei ein Photon höherer Wellenlänge abgibt. Wenn da sonst nichts ist, bleibt das Atom so, oder irgendwann fällt das Elektron wieder in den Grundzustand zurück und emittiert ein Photon der selben Wellenlänge wie das absorbierte. Am Ende geht das Photon weiter seines Weges (vielleicht in eine andere Richtung?) und das Aton ist genau so, wie’s vorher war. Das hat also nichts mit Temperatur zu tun.
„Temperatur“ wird das erst, wenn durch die Stoßprozesse zwischen verschiedenen Atomen eine ungeordnete Bewegung entsteht.
VG
Jochen
Das geht beispielsweise, indem man es in einen
Hohlraumstrahler steckt und das Universum kann man wegen der
Hintergrundstrahlung durchaus als einen solchen betrachten.
ist ein einzelnes Atom denn für die Hintergrundstrahlung
überhaupt empfänglich?
Ja. Es wird von den IR-Photonen hin- und her geschubst.
Weder ist jede Bewegung thermisch
Das ist klar. Das meinte ich auch nicht.
Was dann?
noch ist jede thermische Energie kinetisch.
Was genau meinst du damit?
z.B. Wärmestrahlung oder angeregte Elektronen
Das könnte man selbst dann nicht, wenn jede Bewegungsenergie
thermisch wäre. Die Bewegungsenergie eines Federschwingers
verschindet beispielsweise in keinem Bezugssystem,.
Ein Federschwinger besteht ja auch nicht aus einem einzelnen
Atom.
Der Federschwinger war ein Gegenbeispiel für Deine Behauptung. Für den Fall, dass sich Deine Aussage nur auf einzelne Atome bezog, nimm halt ein Atom mit thermisch angeregten Elektronen.
Auch das ist falsch. Du musst das Atom nur ins thermische
Gleichgewicht mit einem System bekannter Temperatur bringen.
Das ist klar. Aber was folgt daraus für das Atom? Was passiert
mit dem kalten Atom, wenn es von einem Infrarotstrahl
getroffen wird?
Von einem IR-Strahl wird es nur beschleunigt. Von einem UV-Strahl werden auch seine Elektronen angeregt.
Wird es wärmer?
Ja.
Wenn ja, was genau ändert
sich? Die Bewegung? Oder das Niveau eines Elektrons? Oder
beides?
Das hängt von der Temperatur ab.
Und was davon ist Wärme?
Die Energie, die dabei übertragen wird.
… Die Bewegungsenergie eines Federschwingers
verschindet beispielsweise in keinem Bezugssystem …
Was ist ein Federschwinger?
http://artikel.schuelerlexikon.de/Physik/Federschwin…
Natürlich hat ein einzelnes Atom keine Temperatur.
Diese definiert sich immer über die gegenseitigen
Geschwindigkeiten von Teilchen in einer (mir fällt grad kein
passender Ausdruck ein) Gruppe.
Die Temperatur wird über thermische Gleichgewichtszustände definiert und da ein einzelnes Atom im thermischen Gleichgewicht mit anderen Systemen stehen kann, kann es selbstverständlich auch eine Temperatur haben.
1 „Gefällt mir“
Stimmt es, dass Wärmeenergie nichts anderes ist, als
Bewegungsenergie der Atome?
Nein. Weder ist jede Bewegung thermisch noch ist jede
thermische Energie kinetisch.
Hallo,
deine Ansicht kann ich nicht teilen, denn Wärme (Temperatur) ist immer kinetischen Ursprungs und entsteht durch Bewegung der Atome. Schnellere Bewegung der Atome bedeutet immer höhere Temperaturen und ein vollkommener Stillstand der Atome bedeutet -273,4 °C.
Die Temperatur eines einzelnen Atoms kann man allerdings nicht messen oder bestimmen, weil einfach der Bezugspunkt fehlt.
Gruß kritiker
Hallo!
Die Temperatur wird über thermische Gleichgewichtszustände
definiert und da ein einzelnes Atom im thermischen
Gleichgewicht mit anderen Systemen stehen kann, kann es
selbstverständlich auch eine Temperatur haben.
Diese Argumentation ist nicht schlüssig. Das ist so, als ob du sagst: „Ein Zug kann eine Geschwindigkeit haben.“ Geschwindigkeit ist relativ. Relativ zum Bahnsteig hat der Zug eine messbare Geschwindigkeit. Würde der Zug im Weltall schweben, ohne Bezug, wäre die Geschwindigkeit nicht definiert. Warum sollte es bei der Temperatur anders sein?
Grüße
Andreas