80 I. Kraft und. Stoff
Wärme kann also nur in beschränktem Maße in Arbeit (oder andere d
Energieformen) verwandelt werden, der verwandelbare Bruchteil ist WETGCN
der vorhandenen Temperaturdifferenz (7 — T,) proportional, aber erforder]
dem absoluten Betrag der höheren der beiden Temperaturen um- raschend
gekehrt proportional. .
Dieser Satz heißt im engeren Sinne „zweiter Hauptsatz‘” der Thermodynamik. jedoch d
Es kommt nun ferner hinzu, daß die Wärme sich in jedem Falle, auch ohne über- digkeiteır
haupt Arbeit zu leisten, durch freiwilligen Temperaturausgleich zerstreut. Da- eROMIMU
durch wird praktisch bei jeder Wärmemaschine der Wirkungsgrad noch erheblich 8 S
kleiner als der theoretische, er beträgt z. B. bei einer Dampfmaschine unter den weit fru
oben angenommenen Verhältnissen nur etwa die Hälfte des theoretischen Wertes. theoretis
Das „Perpetuum mobile zweiter Art“ ist demnach aus zweierlei Ursachen unmöglich. bek
Einmal sind die letzterwähnten Wärmeverluste unwiederbringlich, zum anderen EROM
aber würde, selbst wenn sie nicht vorhanden wären, eine periodische Verwand- Gebrauc:
lung von Wärme in Arbeit und umgekehrt durch den zweiten Hauptsatz unmöglich Nach :
gemacht. Denn wenn wir beispielsweise die von unserer Wärmemaschine gelieferte
maximale Arbeit (28%) etwa durch Heben eines Gewichtes aufspeicherten, So schen B
könnte dieses beim Heruntersinken zwar wieder die gleiche Wärme, die sich in Molekula
Arbeit verwandelt hatte (Q Ze Zi) ‚ an den Kessel abliefern, aber von dieser Der Ent:
Wärme würde nun wieder bloß “der Bruchteil A beim nächstenmal in Ar- Urn
beit verwandelt usf., die erhaltenen Arbeitsbeträge würden also (nach einer geo- Ca
metrischen Reihe z. B. 0,28; 0,282; 0,28% ...) immer kleiner. Nach «
Der tiefere Grund für diese auf den ersten Blick so merkwürdig an- Ka
mutenden Sätze liegt, wie Boltzmann gezeigt hat, in der Natur der WEN
4 Ge N physikali
Wärme als einer „ungeordneten‘ Molekularbewegung. Die Übertragung ehni
der Wärme von einem Körper oder Körperteil auf einen anderen, der N Ellen.
Wärmeausgleich, besteht in Wirklichkeit darin, daß die mit durch- SO X
ns n ; N Molekula
schnittlich größerer Bewegungsenergle begabten Moleküle des einen Txist
ihre Energie bei den fortwährenden Zusammenstößen der Moleküle dad a
an die langsameren des anderen Teils übertragen. Boltzmann zeigte der
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nun, daß dieser Ausgleich nichts anderes bedeutet als den Übergang 200 . 4
des ganzen Systems aus einem weniger wahrscheinlichen in einen wahr- halt ? 4
scheinlicheren Zustand. Durch die bloße Anwendung der statistischen lach
Regeln der Wahrscheinlichkeitsrechnung 1äßt sich deshalb der zweite 0
Ra ; . gestellt v
Hauptsatz oder Entropiesatz”“, wıe man meist sagt, aus der kine- hat sich
tischen Theorie ableiten. Die einzige Annahme, die dabei gemacht wer- Alk N di
den muß, ist die „Hypothese der elementaren Unordnung“, d.h. die S m ;
Annahme, daß alle möglichen Molekulargeschwindigkeiten in allen mög- EN
4 . ; ea . : auch noc
lichen Richtungen an sich gleich möglich sind (analog wie z. B. bei der einmal
Anwendung der Wahrscheinlichkeitsrechnung etwa auf das Würfeln ve NM
vorausgesetzt werden muß, daß der Würfel nicht etwa auf einer Seite mit N Ds
schwerer ist). Diese Annahme trifft für gewöhnliche Temperaturen Zei ®
jedenfalls in sehr weitgehendem Maße zu, während sie nach neueren N t 7
Untersuchungen (Planck, Nernst, Debye u. a.) in der Nähe des
absoluten Nullpunktes allerdings nicht mehr als gültig angenommen SEOBen w
a D 8 AS ZUE ANBSDO stattfinde
* Entropie heißt Verwandlung. Der Name ist von Clausius für eine ganz be- identisch
stimmte mathematische Größe eingeführt. Wärme a
Bavin]
