Der grooße Physik-Thread

[TheBiber]

Da könntest du recht haben, aber im Moment kann ich mir nicht vorstellen wie eine unendliche Dichte anders zu stande kommen könnte?!

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Gar nicht, da eine Null im Nenner mathematisch unzulässig ist.

Tja, mit der Thermodynamik hab ich mich bis jetzt noch nie ernsthaft auseinandergesetzt,
aber nach dem was ich weiss stelle ich mir das so vor: Die einzelnen Elemente haben bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedlich hohe Bindungskräfte (z.B. ist Sauerstoff bei 25 Grad Celsius Gasförmig und Kupfer Fest).Ausserdem nimmt ein Atom zugeführte Wärme sofort auf, und gibt sie erst dann wieder ab wenn die Umgebung kälter ist als es selbst.

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Das stimmt soweit.

Also könnte es so sein das die Atome immer versuchen sich aus der Struktur zu reissen, es aber erst dann schaffen, wenn sie genug Energie aufnehmen um ihre Elementspeziefischen Bindungskräfte zu überwinden!!!

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Die Bindungskräfte und die damit verbundenen Aggregatzustände haben damit wenig zu tun. Die thermische Bewegung hält IMMER an, egal ob diese nun sehr hoch oder sehr niedrig ist. Was aber richtig ist: Je mehr Wärme Teilchen abgeben/aufnehmen, desto grösser das entstehende "Chaos" und damit die Entropie. Deshalb ja die Formel dS = dQ/T.

Wärme und Temperatur darf übrigens nicht verwechselt werden. Wärme ist ein Mass für die Übertragung von thermischer Energie, während die Temperatur ein Mass ist für die Teilchenbewegung.

[Ricky]

Nur um mal wieder was zu schreiben und meinem Job als Haarespalter beizubehalten :

Ausserdem nimmt ein Atom zugeführte Wärme sofort auf, und gibt sie erst dann wieder ab wenn die Umgebung kälter ist als es selbst.

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Ich würde sagen, dass das so nicht stimmt.
Die Energie wird ständig weitergegeben, aber erst, wenn sich die umgebung abkühlt, merkt man es

MfG
shp|R1cky

[TheBiber]

Ich würde sagen, dass das so nicht stimmt.
Die Energie wird ständig weitergegeben, aber erst, wenn sich die umgebung abkühlt, merkt man es

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Doch, das stimmt.
Die Wärme wird immer vom System höherer Temperatur zum System tieferer Temperatur übertragen. Und mit "merken" verwendest du einen physikalisch ziemlich kargen Begriff.

[Tyrant]

[FONT=Comic Sans MS]

Zitat von Ricky:
Nur um mal wieder was zu schreiben und meinem Job als Haarespalter beizubehalten

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Irgendjemand muss den Job ja machen!!!

Zitat von TheBiber:
Deshalb ja die Formel dS = dQ/T.

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Also kann die Entropie ja gemessen werden und zwar in J/K.

Wärme ist ein Mass für die Übertragung von thermischer Energie...

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Meinst du damit die Wärmeleitfähigkeit?[/FONT]

[TheBiber]

Also kann die Entropie ja gemessen werden und zwar in J/K.

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Ich meinte damit, dass Entropie nicht direkt gemessen werden kann wie dies z.B. auch mit Energie nicht möglich ist.

Meinst du damit die Wärmeleitfähigkeit?

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Nein. Die Wärmeleitfähigkeit ist etwas total anderes. Sie besagt lediglich, wie gut ein Körper Wärme leiten kann. Die Wärme selbst hingegen ist die Übertragung von thermischer Energie.

[Ricky]

Doch, das stimmt.
Die Wärme wird immer vom System höherer Temperatur zum System tieferer Temperatur übertragen. Und mit "merken" verwendest du einen physikalisch ziemlich kargen Begriff.

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ja schon...aber die Wärme wird auch bei gleich-temperatur-systemen weitergegeben von teilchen zu teilchen...
Aber die auswirkung der Wärmeweitergabe merkt man erst, wenn ein kälteres system da ist, weil die teilchen dort nicht die gleiche wärme haben, wie die teilchen des warmen systems. Also auch nicht die gleiche wärme an die teilchen des warmen systems abgeben, wie die warmen an die des kalten...

MfG
shp|R1cky

[TheBiber]

ja schon...aber die Wärme wird auch bei gleich-temperatur-systemen weitergegeben von teilchen zu teilchen...

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Quatsch, Wärme tritt nur bei einem Temperatur-Unterschied auf.

Aber die auswirkung der Wärmeweitergabe merkt man erst, wenn ein kälteres system da ist, weil die teilchen dort nicht die gleiche wärme haben, wie die teilchen des warmen systems. Also auch nicht die gleiche wärme an die teilchen des warmen systems abgeben, wie die warmen an die des kalten...

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Und jetzt mal eine Bitte: Informiere dich zuerst einmal oder lies meine Erklärungen zu Wärme und Temperatur, bevor du hier hereinpostest, solche Sätze tun mir in der Seele weh.

Nochmals:
Temperatur ist ein Mass für die thermische Bewegung der Teilchen. Es gibt keine "kalte" oder "heisse" Teilchen, sondern ihre thermische Bewegung macht das Phänomen Temperatur überhaupt erst aus. Die SI-Einheit ist Kelvin (K), im Alltag verwenden wir Grad Celsius (°C).
Thermische Energie ist eine Energieform, welche über die thermische Bewegung der Teilchen definiert ist. Sie ist abhängig von der Temperatur, der Masse und einer materiespezifischen Konstante, der sogenannten spezifischen Wärmekapazität. E = m*c*T; Einheit: Joule
Wärme findet bei einem Temperaturgradienten, d.h. einem räumlichen Temperaturunterschied statt. Die Wärme fliesst dabei IMMER vom System höherer Temperatur zum System niedrigerer Temperatur und zwar solange, bis sich beide Systeme im thermischen Gleichgewicht befinden, d.h. sobald die Entropie maximal ist bzw. wenn die Temperaturen beider Systeme gleich sind. Die übertragene Wärme hängt vom Temperaturunterschied sowie ebenfalls von der Masse und der spezifischen Wärmekapazität statt. Logischerweise, da Wärme nichts anderes ist als eine Übertragung von innerer Energie. Q = m*c*dT; Einheit: Joule

Fragen werde ich gerne beantworten, aber kommt bitte nicht wieder mit irgendwelchen offensichtlich falschen Aussagen.

[Tyrant]

[FONT=Comic Sans MS]Um das Ganze für mein Gehirn noch mal aufzudröseln!!!

Temperatur = Bewegung der Teilchen in der Einheit Kelvin (K)

Wärmekapazität = wie viel Energie (J) man braucht um ein Kelvin Teilchenbewegung zu erreichen C=(J/K)

speziefische Wärmekapazität = wie viel Energie man braucht um ein kg Masse zu einer Teilchenbewegung von einem Kelvin zu bewegen.
c=[J/(kg*K)]

Wärmeleitfähigkeit = wie gut ein Stoff die Teilchenbewegung (Teilchenimpulse) weitergibt [W/(K*m)]

Q = m*c*dT; Einheit: Joule

...

Unter der Berücksichtigung bestimmter Faktoren ist Wärme ist dann ja einfach nur die Energieübertragung von Teilchen zu Teilchen.

Und wenn ich das jetzt alles richtig verstanden habe, dann ist es so, dass in einem geschlossenen System in dem sich mehrere unterschiedliche Stoffe unterschiedlicher Temperatur befinden, sie solange ihre Wärmeenergie austauschen, bis alle die gleiche Menge Energie haben. Wenn der Vorgang beendet ist, hat sich die Energie verteilt und der höchstmögliche Entropiezustand ist erreicht.

Ich hoffe, das ist richtig, denn ich möchte deine Seele nur ungern quälen!!![/FONT]

[Ricky]

Ok....dann muss ich nochmal nachfragen:

Ist Wärme die Abgabe von Energie an andere Teilchen, oder
ist Wärme die Abgabe von Energie an ein Energieärmeres Teilchen?

MfG
shp|R1cky

[TheBiber]

Ist Wärme die Abgabe von Energie an andere Teilchen, oder
ist Wärme die Abgabe von Energie an ein Energieärmeres Teilchen?

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Tyrant hat es jetzt doch gerade so schön erklärt.
Ich zitiere mal wiki:

Wärme in der Thermodynamik ist über eine Systemgrenze hinweg transportierte thermische Energie. Wärme tritt als Vorgangs- oder Prozess-Größe nur bei dem Vorliegen eines Temperaturgradienten auf.

...

Grund dafür liegt im zweiten Hauptsatz der Thermodynamik:

Der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass es eine extensive Zustandsgröße Entropie S gibt, die in einem abgeschlossenen System niemals abnimmt.

...

Oder zu gut deutsch: Solange die Entropie eines Systems nicht maximal ist, d.h. sich das System nicht im thermischen Gleichgewicht befindet, wird Wärme vom System höherer Temperatur zum System tieferer Temperatur übertragen.

[Ricky]

Hi,
wieder zurück auss'a Fahrt...

Oder zu gut deutsch: Solange die Entropie eines Systems nicht maximal ist, d.h. sich das System nicht im thermischen Gleichgewicht befindet, [i]wird Wärme vom System höherer Temperatur zum System tieferer Temperatur übertragen[i/]

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Also so wie ich das hier verstehe, wird in dem letzten Satz doch eindeutig gemacht, dass "Wärme" ein Zustand ist, und kein Vorgang...und demnach müsste meine Aussage doch richtig sein...
Weil ... wenn du zwei Federn (z.B. aus nem Kuli) hast und diese in einem totalen Vakuum auf einer gleichen Bahn mit der gleichen Energie hin und her springen lassen würdest, dann würden sie sich irgendwo treffen. Dabei gibt Feder a an Feder b Energie ab. Da aber Feder b genau die gleiche Energie an Feder a weiter gibt, scheint die Energie nicht weitergegeben worden zu sein, aber es ist doch passiert...oder :/
Also ich finde, dass ich recht habe

MfG
shp|R1cky

[TheBiber]

Also so wie ich das hier verstehe, wird in dem letzten Satz doch eindeutig gemacht, dass "Wärme" ein Zustand ist, und kein Vorgang...und demnach müsste meine Aussage doch richtig sein...

...

Man sagt, Wärme wird übertragen (Vorgang), dabei verändern sich die Werte der thermischen Energie der Systeme (Zustandsänderung).

Weil ... wenn du zwei Federn (z.B. aus nem Kuli) hast und diese in einem totalen Vakuum auf einer gleichen Bahn mit der gleichen Energie hin und her springen lassen würdest, dann würden sie sich irgendwo treffen. Dabei gibt Feder a an Feder b Energie ab. Da aber Feder b genau die gleiche Energie an Feder a weiter gibt, scheint die Energie nicht weitergegeben worden zu sein, aber es ist doch passiert...oder :/
Also ich finde, dass ich recht habe

...

Das ändert nichts daran, dass mit der Wärmeübertraung stets der Bruttowert gemeint ist. Genaugenommen findet sowohl eine Wärmeübertragung von warm nach kalt als auch von kalt nach warm statt, allerdings ist die Wärmeübertragung von warm nach kalt immer grösser aufgrund des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik. Physikalisch relevant ist nach makroskopischer Sicht allerdings nur der Bruttowert. Dies ist der Wert, der am Ende insgesamt von warm nach kalt übertragen wurde. Was du machst, ist eine mikroskopische Betrachtung, dies ist für die alltägliche Thermodynamik allerdings irrelevant. Mikroskopisch kann man bei der riesigen Teilchenmenge eines Gases einfach nicht vorgehen und bei wenigen Teilchen müsste man komplizierte quantenmechanische Überlegungen miteinbeziehen.

[Ricky]

Genaugenommen findet sowohl eine Wärmeübertragung von warm nach kalt als auch von kalt nach warm statt, allerdings ist die Wärmeübertragung von warm nach kalt immer grösser aufgrund des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik

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Jo...genau das meinte ich doch...natürlich ist es nicht wirklich wichtig, aber es ist nicht falsch ()
Aber mal gleich die nächste Frage hinterher...
Wieso ist der Durchbruch einer Schallmauer so groß?
ich hab mir das mal überlegt, bin aber nur zu dem schluss gekommen, dass der normale Schall des Fliegens verdoppelt werden müsste...

MfG
shp|R1cky

[Tyrant]

Hä, das verstehe ich jetzt irgendwie nicht.

Wie groß soll denn der Durchbruch einer Schallmauer sein, und warum sollte der normale Schall des Fliegens verdoppelt werden?

Das musst du schon genauer erklären!!!

[Schamane]

Berichtigt mich wenn ich falsch liege, aber die Schallmauer durchbricht man doch, wenn man schneller als 300m/s rennt, fliegt, schwimmt. Was soll denn das so besonders sein?

[NeM]

Ich glaube (!) er meint: "Warum ist der Sonic Boom so verdammt laut und warum hört man das Objekt nicht einfach doppelt so laut?"

Das mit der Schallmauer hab ich auch noch nicht ganz raus, hab kürzlich ein Bild eines Kampfflugzeuges gesehen das die grade durchbricht, dabei konnte man sowas wie eine "Nebelexplosion" um das Flugzeug herum sehen. Warum, wenn es dabei nur um unsichtbare Schallwellen geht?

[Schamane]

Hm ach so. Hätte ne Theorie: Das Flugzeug erzeut ja Lärm, also Schall. Diesen Schall hat es um sich, wenn es langsamer als Schallgeschwindigkeit fliegt. Wenn es aber schneller als der Schall fliegt, werden die Schallwellen plötzlich nur noch hinter dem Flugzeug hergezogen und der Schall hört sich praktisch selber, so schnell wie der Beschläunigt wurde, deshalb auch doppelt so laut. Könnte stimmen oder auch nicht, hab ich mir nur ausgedacht.

[Ricky]

Wenn es aber schneller als der Schall fliegt, werden die Schallwellen plötzlich nur noch hinter dem Flugzeug hergezogen und der Schall hört sich praktisch selber, so schnell wie der Beschläunigt wurde, deshalb auch doppelt so laut. Könnte stimmen oder auch nicht, hab ich mir nur ausgedacht.

...

Jaaah...genauso hab ich mir das auch gedacht...
aber wenn ich so drüber nachdenke...es heisst ja mauer...und der knall/sonic boom ist ja nur einmal so laut...kann mir jetzt jemand sagen, wieso der nur einmal ist?...und was das für ne mauer ist...das klingt für mich auf allen mir gedachten wegen unlogisch...
..nicht der name, sondern der boom

MfG
shp|R1cky

[TheBiber]

Schallwellen breiten sich kugelförmig um die Schallquelle herum aus mit der ungefähren Schallgeschwindigkeit von 300m/s. Wenn sich die Schallquelle nun bewegt und man Momentaufnahmen betrachtet, dann sieht man örtlich versetzte Kreise (wenn man das ganze von der Seite betrachtet). Ist nun die Geschwindigkeit der Schallquelle gleich der Schallgeschwindigkeit, dann komprimieren sich die Schallwellen vor der Schallquelle zur Schallmauer. Um diese zu überschreiten, braucht man mehr Energie als für den "normalen" Flug, da man einem viel grösseren aerodynamischen Widerstand ausgesetzt ist. Sobald die Schallmauer durchbrochen ist, entsteht ein sogenannter Machscher Kegel, an dessen Mantel die Schallwellen äusserst komprimiert sind, weshalb sie eine vielfach grössere Druckwelle und damit Schallstärke bzw. Lautstärke entstehen lassen als wenn man die Schallquelle bei Unterschallgeschwindigkeit hört.

Am besten stellt man sich die Situation anhand folgender Grafik vor:



Links sieht man das Flugzeug bei Unterschallgeschwindigkeit, in der Mitte durchbricht es die Schallmauer und rechts fliegt es mit Überschallgeschwindigkeit. Die Kreise stellen dabei die Schallwellen dar. Der Machsche Kegel ist im rechten Bild eindeutig erkennbar, ebenso die zusammengequetschten Kreisränder im mittleren Bild, welche die Schallmauer erzeugen. Der Kegel ist im übrigen auch der Grund dafür, weshalb man den Überschallknall erst einige Zeit nach dem vorbeifliegen eines Überschallflugzeuges hört. Der Winkel des Kegels lässt sich berechnen, wenn die Geschwindigkeit der Schallquelle bekannt ist.
Die Lautstärke einer Schallquelle mit einer Überschallgeschwindigkeit wird übrigens NICHT verdoppelt, sie erhöht sich aber bei zunehmender Geschwindigkeit nach einer bestimmten Formel. Allerdings setzt dies voraus, dass ich euch erst die Begriffe Schallstärke und Lautstärke erklären müsste, wie diese zusammenhängen und wie die Zahlenwerte genau vom menschlichen Ohr wahrgenommen werden. Kann ich machen, wenn ihr darauf besteht.

@Schamane:
Mit selbstausgedachten Theorien verwirrt man nur andere Leute. Bleiben wir doch lieber bei seriösen Informationen.
Mir wurde früher einmal erklärt, die Schwerkraft entstehe durch die Drehung der Erde und hab das eine schöne Zeit lang geglaubt, was sich spätestens dann als falsch herausstellte, als ich mich ernsthaft mit Physik beschäftigte.

[NeM]

Das Bild das ich meinte mit der "Nebelexplosion" (welch ein Fachbegriff ) gibts übrigens auf Wikipedia:

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:F18MACH.JPG