Kinetische Gastheorie
Die Kinetische Gastheorie ist ein Teilgebiet der statistischen Mechanik. Sie erklärt die Gasgesetz und die Eigenschaften von Gasen durch Bewegungsvorgänge ihrer Teilchen.Schon im 17. Jahrhundert vermuteten Physiker wie Francis Bacon, dass Wärme eine Form der Bewegung ist. Konkrete Schritte zur kinetischen Gastheorie machten deutsche Physiker 1856. Dann wurde sie rasch weiterentwickelt, besonders durch James Clerk Maxwell (1831-1879) und Ludwig Boltzmann (1844-1906). Die wichtigsten Aussagen der Theorie sind:
- Die Teilchen eines Gases (Atome, Moleküle) sind ständig in ungeordneter, nur statistisch fassbarer Bewegung;
- Zwischen ihren Zusammenstößen bewegen sie sich gleichförmig und unabhängig voneinander, ohne Bevorzugung einer Richtung
- und üben keine Kräfte aufeinander aus, solange sie sich nicht berühren;
- Zusammenstöße der Teilchen und mit der Gefäßwand gehorchen dem Gesetz des elastischen Stoßes und verursachen den Gasdruck.
- Obige Aspekte beschreiben das so genannte ideale Gas. Der Übergang zum realen Gas erfolgte später - unter anderem durch Ergänzung des 3. Aspekts um Wechselwirkungen und die Brown'sche Molekularbewegung.
1. Hauptsatz:
Die Änderung der inneren Energie eines Systems ist die Wärme die dem System hinzugefügt abzüglich der vom System verrichteten Arbeit.
2. Hauptsatz:
Es ist kein Perpetuum Mobile zweiter Art möglich, des weiteren gibt es keinen Vorgang der nur eine Abkühlung bzw. Erwärmung bewirkt. Dadurch ist eine perfekte Nutzung von Wärmeenergie technisch unmöglich.
Der 3. Hauptsatz (Absoluter Nullpunkt) und die Ergänzung des 2.Satzes um die Entropie wurde durch Nernst um 1910 vorgenommen.
Eine ausführlichere Beschreibung der Hauptsätze findet sich unter Thermodynamik.
siehe auch Temperatur, Wärmeübertragung, Maxwell-Boltzmann-Verteilung, Statistische Mechanik
- http://www-pluto.informatik.uni-oldenburg.de/~gymwhs/fach/ph/atom/gesch.htm (Entdeckung des Atoms, Physik im 19. Jahundert)