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absoluter NullpunktZoomA-Z

Fachgebiet - Thermodynamik

Der absolute Nullpunkt ist die tiefste physikalisch mögliche Temperatur, die als 0 Kelvin definiert ist, was 273,15°C entspricht.

Nach dem dritten Hauptsatz der Thermodynamik (Walther Nernst-Theorem) kann der absolute Nullpunkt jedoch niemals exakt erreicht werden. Es ist lediglich möglich, dem absoluten Nullpunkt beliebig nahe zu kommen, was experimentell auch durch Annäherungen bis auf wenige milliardstel Kelvin belegt wurde.

Physikalisch lässt sich die Existenz eines absoluten Nullpunktes damit erklären, dass bei dieser Temperatur die Bewegungsenergie aller Teilchens eines Körpers der Nullpunktsenergie entspricht, die aus quantenmechanischen Gründen weder unterschritten noch aus dem System entfernt werden kann.

Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird

3. Hauptsatz der Thermodynamik - AbsolutentropienLevel 130 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Die Entropie am absoluten Nullpunkt wird mit Hilfe des 3. Hauptsatzes festgesetzt. Mit diesem Hauptsatz lassen sich absolute Entropien berechnen.

2. Hauptsatz der Thermodynamik - WärmekraftmaschinenLevel 245 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Ein wichtiges Teilgebiet der Thermodynamik beschäftigt sich mit der Frage, wieviel Arbeit aus einer gegebenen Wärme erzeugt werden kann. Ihre Beantwortung erscheint dem Chemiker zunächst fern seiner Wissenschaft. Sie führte jedoch im 19. Jh. auf den 2. Hauptsatzes der Thermodynamik und die extensive Zustandsvariable Entropie, die sich als grundlegend für die Theorie des chemischen Gleichgewichts erwiesen und heute ein Eckpfeiler der chemischen Thermodynamik darstellen. Die Lerneinheit behandelt den zentralen Punkt dieser Entwicklung, die Carnot-Maschine. Sie gehört zum klassischen Bildungskanon des Naturwissenschaftlers, führte sie doch auf die Entropie und die thermodynamische Temperaturskala.

Ideale GaseLevel 120 min.

ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik

Bei Gasen wurde recht früh versucht, eine Beziehung zwischen den Zustandsvariablen Druck, Temperatur und Volumen zu finden. Eine solche war erforderlich, um chemische Reaktionen mit Gasen quantitativ untersuchen zu können, denn die Bestimmung der Gasmenge mit der Waage hatte wegen der geringen Gasdichte einen hohen Fehler. Das gut messbare Volumen andererseits ist von Druck und Temperatur abhängig.