herzlich willkommen zu meiner Vorlesung Thermodynamik sie wundern sich wahrscheinlich ich habe ich eine Kaffeetasse in der Hand warum das hängt mit dem Thema Entropie zusammen mit dem wir uns jetzt befassen wollen haben Sie sich schon mal gefragt warum eigentlich eine

heiße Tasse Kaffee nicht spontan heißere sondern sich immer abkühlt oder warum ein Gas in einem Vakuum expandiert aber nicht spontan kontrahiert an der Energieerhaltung kann es nicht liegen denn wenn wir ein abgeschlossenes System

haben ändert sich die innere Energie ja nicht wenn wir ein geschlossenes System haben also den Dampfkochtopf dann findet ja Transfer von Wärme und Arbeit ab und wenn wir in den Systemen die innere Energie verändern verändernde der gleichzeitig auch die innere Energie das ist in der Umgebung um das

System herum so aber was geht uns an in welche Richtung die Änderung der inneren Energie ist warum ändert sich die innere Energie in meiner Tasse Kaffee nicht so dass die Tasse Kaffee heißer wird es muss also noch eine treibende Größe geben die die Richtung der Änderung der Energie bestimmt dieser

Größe ist die Entropie die ein Maß dafür Qualität der Energie binnen Umwandlung ist wenn wir ja eine gerichtete Bewegung durchführen also Arbeit leisten dann kann eine Kontraktion stattfinden

wenn wir auf eine ungerichtete Bewegung also zum Beispiel Wärme zu führen dann gibt es keine nicht eine spontane Traktion durchgeführt werden also es gibt einen Unterschied zwischen Name übertraf und Arbeits- vertrag

und mit der Entropie damit wollen wir uns jetzt noch ein bisschen mehr befassen was dahinter steckt und jetzt kommen wir zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik die Entropie

eines abgeschlossenen oder isolierten Systems nett sollte in diesem abgeschlossenes System eine spontane Änderung erfolgen zu damit diese Änderung schon stattfinden kann in einem irreversiblen Prozess steigt also damit die Entropie

in den System wenn wir es mit einem Reverse sie den Prozess zu tun haben wo also das System permanent im Gleichgewicht mit der Umgebung ist dann ändert sich die Entropie des der Gesamtheit des Systems mit der Umgebung nicht das heißt das Wetter es ist für diesen Fall

gleich 0 das ist jetzt vielleicht etwas schwer zu verdauen was jetzt Entropie wirklich ist und ich glaube ist es einfacher wenn wir das anhand eines mikroskopischen wie erklärt für das mikroskopische Bild möchte ich in ein kleines Video zeigen sie sehen

hier 3 Vögel die auf einer Telegrafenleitung sitzen die sitzen alle auf der gleichen Leitung das ist unsere Ausgangssituation wird stellen Sie sich vor wenn sie jetzt im folgenden den kleinen Clip sehen dass diese Vögel eigentlich Moleküle sind und dass diese Telegrafenleitungen Energiezustände sind

in denen sich die Moleküle befinden dieser 3 Moleküle sind unterscheidbar deswegen haben die Vögel auch unterschiedliche Farben und im Augenblick sitzen sie alle auf der gleichen und wir wollen die untere Telegrafenleitung mit der Energie 0 gleichsetzen dann ist die 1. Telegrafenleitung hatten und in denen die

erzählen die nächste Telegrafenleitung hat es die doppelte Energie und die höchste hat die dreifache in Erzähler Fund im Augenblick sitzen die Flügel zusammen und haben die Gesamtenergie 3 mal erzählen und informieren wir die Gesamtenergie des Systems immer gleich

sind immer dreimal Epsilon sein aber wir werden sehen dass diese Gesamtenergie 3 Etzler auf verschiedene Arten und Weisen realisiert werden können so erzählen sie die Vögel aber streiten sich und verändern damit die Position auf den Telegrafen

treten hier sehen Sie ziehen Sie mal nach wie viele Möglichkeiten es gibt und dass die Vögel jetzt hier einer auf dem und das Öl obersten Zustand und zwar auf dem untersten Zustand sind die Philister geht und nun schauen Sie sich an wie viele Möglichkeiten es gibt

das die 3 Vögel auf 3 verschiedenen Zuständen sich in 3 verschiedenen Zuständen befinden können haben Sie gezählt was haben Sie

jetzt genau beobachtet und haben sie auch richtig gezählt also fangen wir an wir haben ein Makro Zustand der die

Gesamtenergie 3 Y hat am Anfang war dies realisiert in dem alle 3 dieselbe Energie hatten das ist ein sogenannter Nico Zustand im zweiten Fall hatten wir einen Micro Zustand bei dem 2 auf dem untersten und eine auf dem obersten Zustand sie befand

und da gab es genau 3 Variationsmöglichkeiten nämlich die wie die Vögel H mutierten zwischen dem untersten und dem obersten Zustand und im letzten Fall gab es 6 Möglichkeiten wie die Vögel über die 3 verschiedenen Energiezustände verteilt oder Telegrafen

Leitungen wie die auf den 3 verschiedenen Telegrafenleitung gesessen haben so es gibt also 3 verschiedene Mikro zuständigen Makro Zustand 3 Epsilon realisieren und wenn man jetzt herauspickt welche am wahrscheinlichsten ist dann ist das der letzte war der am häufigsten vorkamen also mit den 6 Realisierungsmöglichkeiten und hier

bedient man sich für Systeme die wesentlich mehr Teilchen beinhalten als 3 Teilchen der Formel aus der Mathematik dass man die Anzahl der Permutationen ausrechnet also über n Fakultät das ist die Anzahl der Permutationen die Teilchen durchführen man muss

das Ganze noch einschränken werden jetzt weniger Zustände als Teilchen vorhanden sind also wenn weniger Energiezustände da sind aber ganz ganz viele Teilchen dann muss man auch abzählen wie viele Teilchen sich in dem einen Zustand befinden oder und in den zweiten und den dritten und so weiter also n

Fakultät durch den wohl Fakultät mal als Fakultät mal 2 Fragen geht und so weiter rechnen Sie das mal für die für den nach damit sie sich damit vertraut machen jetzt sind sie in einem Mol eines Gases ganz viele Teilchen vorhanden und das heißt die

n faculty ist damit mit normalen Taschenrechnern gar nicht mehr auszurechnen deswegen ist man dazu übergegangen nicht direkt die n faculty zunehmend sondern den Logarithmus dieser Realisierungsmöglichkeiten also allen brummiger Holzmann hat daraus

die Wallace-Mann Formel entwickelt das heißt die Entropie eines Systems kann ausgerechnet werden über die Boltzmann-Konstante das ist wenn man das auf molekularer Ebene betrachtet man allen und Nigeria das heißt die Anzahl der Realisierungsmöglichkeiten so jetzt haben Sie eine ganz wichtige Größe der Thermodynamik

kennen gelernt die Entropie und ein mikroskopisches Bild erhalten das nächste Mal werden wir uns noch intensiver mit dieser Größe auseinandersetzen er die uns auch lange begleiten wird in vielen Prozessen und beim nächsten Mal werden uns mit den 3. Hauptsatz der Thermodynamik