Sexl Physik 5 RG, Schulbuch

Information geht verloren, wenn: sich die Zahl der Teilchen erhöht, sich das Volumen vergrößert, sich Moleküle in Ionen zerlegen, sich die Geschwindigkeit der Moleküle erhöht. 119.1 Entropie und Information: Ein Informa- tionsverlust bedeutet eine Zunahme der Entro- pie (und umgekehrt). Bei den dargestellten Vorgängen geht Information z. B. über den Ort der Teilchen verloren, da ihnen nachher mehr Raum zur Verfügung steht. Die Überlegungen des letzten Abschnitts sind Teil der Statistischen Physik. Sie führt die auf Erfahrung beruhenden Hauptsätze der Thermodynamik und die Ge- setze der Zustandsänderungen auf die Teilchenstruktur der Materie zurück. Im 20. Jh. wurde die Statistische Physik durch die Quantenphysik zur Quantenstatis- tik erweitert und bildet dadurch die Grundlage zum Verständnis der Materie. Exkurs Mathematik: Was bedeutet der Ausdruck „ln“? 119.1 Beim Potenzieren y = a x gibt es zwei Umkehrrechenarten, je nachdem ob man die Basis a oder den Exponenten x sucht. Um die Basis einer Potenz zu berechnen, benützt man das Wurzelziehen , den Exponenten einer Potenz findet man durch Logarith- mieren . Sehen wir uns ein Beispiel an: Die Gleichung e x = 7,389 soll gelöst werden. ( e = 2,718 28 … heißt Euler-Zahl.) Wir wenden auf beiden Seiten den Logarithmus zur Basis e an und schreiben dafür ln . Also: e x = 7,389 | ln ¥ x = ln 7,389 = 2 ln heißt natürlicher Logarithmus und hat eine eigene Taste auf dem Taschenrechner.  Teste dein Wissen W 1 Lösungen im Anhang 119.1 Wodurch unterscheidet sich ein abgeschlossenes System von einem offenen System? a) Es gibt keinen Energie- und Teilchenaustausch mit der Umgebung. b) Es besitzt innere Energie im Gegensatz zum offenen System. c) Es ist von der Umgebung isoliert. 119.2 In einer Druckrohrleitung fließt Wasser aus einem Speichersee zum Kraft- werk. Welche Energieform gehört nicht zur Inneren Energie? a) Die kinetische Energie des strömenden Wassers b) Die kinetische Energie der Wärmebewegung der Wassermoleküle c) Die zwischenmolekularen Kräfte 119.3 In welcher Weise kann man die innere Energie eines Körpers erhöhen? a) Durch Wärmeleitung b) Durch Wärmestrahlung c) Durch Beschleunigungsarbeit 119.4 Wodurch unterscheidet sich der erste Hauptsatz vom allgemeinen Erhaltungssatz der Energie? 119.5 Warum wird die Entropie eines Systems bei Erhöhung der Temperatur größer? 119.6 Wodurch unterscheiden sich reversible von irreversiblen Vorgängen? 119.7 Kann in einem Teil eines Systems die Entropie abnehmen? 119.2 Wie wird das Universum enden? Die Materie konzentriert in Schwarzen Löchern (oben) oder verteilt über den Raum (links)? 119 | ENERGIE Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv