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1.4 ThermiLabs Physik



Entropie ist (neben der Energie) die grundlegendste Größe der Thermodynamik, weil sie (anhand des Zustandsraumes) immer ausrechenbar ist und leicht zu veranschaulichen. Ein Ensemble von kleinsten Systemen ermöglicht die Ausrechnung bzw. Ermittlung der Entropie - elementar und jederzeit durch eine einfache Statistik über die Mikrozustände. Auch einem Nichtgleichgewichtszustand oder einem einzelnen Gasatom kann somit eine Entropie zugeordnet werden. Durch Ensembleplots ist die Entropie mit Rechnerhilfe bildlich darstellbar und deren Einflußgrößen durch Interaktion begreifbar - ganz ohne Black Box (d.h. ohne Formeln der klassischen Thermodynamik, ohne Differentiation).

Temperatur und chemisches Potential dagegen sind Größen, die nur für bestimmte Konstellationen oder Teilsysteme angebbar sind (oder: Größen, die das Einstellen von inneren Gleichgewichten erfordern) und dann aus Scharmitteln errechnet werden. Erst wenn und genau wenn die Teilstoffe (energetische Isomere) in thermischem bzw. chemischem Gleichgewicht stehen, kann man T bzw. angeben. Sie werden ermittelt durch einen Fit der theoretischen Verteilungsfunktion (z.B. Maxwell-Boltzmann-Statistik) mit den Simulationsdaten.

Nanosysteme können Entropie übertragen, um Temperaturen anzugleichen und sie können Teilchen übertragen, um chemische Potentiale anzugleichen. Man kann Systeme simulativ beim Einstellen dieser Gleichgewichte "beobachten"; dabei entsteht immer Entropie.

Unterliegen die Systeme bestimmten Vorgaben in Bezug auf die Anordnung der Zustände und deren Energien (z.B. Spinsystem), so sind auch Sonderfälle demonstrierbar (z.B. negative Temperaturen).

Ausführliche Erläuterungen sind in der Hilfedatei TLphysik.hlp oder TLphsik.pdf enthalten: sie enthält ein Abbild eine Vorabversion einer Diplomarbeit zu dem Thema.



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