Temperatur und Energie

• Temperatur T:
  • Grundgröße der Thermodynamik
  • Einheit im Alltag: °C (Grad Celsius)
  • SI-Einheit: K (Kelvin)
  • Umrechnung:
    • T/K= t/°C + 273.15
  • Einheit K auf das Verhalten von (idealen) Gasen bezogen
    • V ~ T (bei konstantem Druck)
  • genauer gilt die Gasgleichung
    • p V = N k_B T
  • mit Boltzmann-Konstante
    • k_B = 1.381 · 10^-23 J/K
• Temperatur und Statistik:
  • makroskopischer Begriff ("irgend ein Mittelwert")
  • kommt in der mikroskopischen Beschreibung nicht vor
  • Zusammenhang zwischen Statistik und Temperatur aus makroskopischer Messung
  • Vergleich der Gasgleichungen ergibt
    • = 3/2 k_B T
  • Mikroskopische Deutung der Temperatur:
    • Die Temperatur ist ein Maß für die mittlere kinetische Energie der Moleküle.
• Gleichverteilungssatz:
  • bisher für Teilchen mit 3 Freiheitsgraden (Translations-Energie)
  • kinetische Energie pro Freiheitsgrad:
    • _f = 1/2 k_B T
  • für mehratomige Moleküle weitere Freiheitsgrade (z.B. Schwingung, Rotation, Elektronen-Anregung)
  • mittlere Energie pro Freiheitsgrad bleibt gleich, also gesamte "innere" Energie U bei f Freiheitsgraden und N Teilchen:
    • U = N f/2 k_B T
• Aufgaben:
  • Aufgabe 22
  • Aufgabe 23