Entropie ist ein Schlüsselbegriff in der Physik. Ich unterscheide verschiedene Physiklehren anhand des jeweiligen Entropie-Begriffes: |
Das sprachliche Chaos der konventionellen Physik und des Physikkurses entsteht dadurch, dass dort Energie in einer Maschine verbraucht wird. Von der Sprache abgesehen habe ich die Idee der Entropie als einer Menge vom Physikkurses übernommen.
Entropie hat immer einen Ladungsträger, der wie Aether ein masseloses Fluid ist, das von einem Objekt in ein anderes Objekt übergehen kann. Im Unterschied zum konventionellen Aether ist Entropie kein Medium, sondern - in dieser Differenz - ein "Heider-Ding", ds als Medium fungiert.
Das anschauliche Beispiel ist die Wärme im umgangssprachlichen Sinn (W. Maurer spricht von Wärmestoff, weil die konventionelle Physik den Ausdruck Wärme für etwas anderes verwendet):
Die Wärme der Kochplatte geht in die Pfanne und dann in das Wasser in der Pfanne.
Das masselose Fluid, das ich Entropie nenne, geht in eine "Richtung", die ich als "Gefäll" oder als "Druck-" oder als "Spannungsdifferenz" bezeichne, von selbst, bis der Unterschied aufgehoben ist.
Innerhalb eines Objektes verteilt sich die Entropie auch in Richtung Gleichgewicht/Gleichverteilung:
Damit verbunden ist die Durchmischung von Stoffteilchen ... etwas von Wasserteilchen im Dunst.
Wenn ich mir den Dunst über einer Gewässeroberfläche in Schichten vorstelle, gehen auf der tiefsten Schicht Wasserteilchen vom Wasser in die Luft. Dises Wasserteilchen gehen dann von Luftschicht zu Luftschicht bis die Faeuchtigkeit gleichmässig verteilt ist.
Auf diesem Weg steigt das Wasser im Kreislauf hinauf zu den Wolken, der Beitrag der Sonne ist mir abgesehen davon, dass sie die Luft erwärmt nicht klar. Je wärmer die Luft, umso mehr Fauchtigkeit kann sie aufnehmen und umso grösser ist die Luftzirkulation.
Ich nehme an, dass die Erwärmung des Wassers auch eine Rolle spielt dafür, wie viele Teilchen an die Luft abgegeben werden.
Die aufsteigenden Wasserteilchen bringen Wasser und Entropie nach oben. Sie geben die Entropie beim Fallen als Regen wieder ab - in welcher Form ist mir jetzt noch nicht klar.
In der konventioneller Redeweise enthält die Wolke potentielle Energie, die sich beim Regnen in kinetische "verwandelt" - huch...
Ein guter Kontext ist die Didaktik, die Unvorstellbares auf Anfängerniveau bringen muss:
Im Anfängerunterricht stehen nun die mengenartigen Grössen, die die verschiedenen Energietransporte charakterisieren, noch nicht zur Verfügung. Stellvertretend für physikalische Grössen wird man daher als Energieträger zunächst strömende Stoffe bezeichnen. So wird beim Energietransport in einem Zentralheizungsrohr zunächst nicht die Entropie als Energieträger bezeichnet, sondern das warme Wasser. Oder beim Energietransport durch eine Gasleitung sagen wir nicht, die Energie werde von Stoffmenge getragen, sondern vom Erdgas (Karlsruher Physik:17).
Entropie ..
Ein Datum hat einen Informationsgehalt, der als eine Anzal Bit angegeben wird. 5 Bit bedeutet mehr Information als 3 Bit und in der Shannon-Redeweise eine höhere Entropie. Ich muss mehr Fragen stellen, wenn ich die Antwort nch nicht weiss, was Shannon als höhere Unordnung begriffen hat. Wenn ich herausfinden muss, was mein Gegenüber für eine Spielkarte gezogen hat (und ich weiss, dass es sich um eine Karte eines Pokerspiels mit 52 Karten (vier Farben (♣ Kreuz ♥ Herz ♠ Pik ♦ Karo) und dreizehn Werten (2 bis 10 − Bube − Dame − König − Ass), handelt), kann ich blindling raten oder systematisch Fragen stellen: rot oder schwarz, dann Herz oder Karo, dann 2-8 oder grösser, dann grösser als 4, dann grösser als 2, dann 3 oder 4. Ich brauche also 6 Fragen.
Jede Karte hat in diesem Sinn einen Informationsgehalt von 6 Bit
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für eine physikalische Grösse Entropie ist der Stoff, der von einem Körper in einen anderen geht, wenn die Temperatur im ersten abnimmt und im zweiten zunimmt.
Entropie wird erzeugt, übertragen und gespeichert:
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Dem Gas steht nach dem Entfernen der Zwischenwand ein größerer Raum zur Verfügung. Es existieren nach der Expansion also mehr Mikrozustände und das System besitzt eine höhere Entropie. |
Entropie-Formel (wikibooks) erklärt die Formel und den Logarithmus
10. Entropie und Entropieströme
Entropie, elektrische Ladung und Impuls sind extensive Größen,
Temperatur, elektrisches Potential und Geschwindigkeit die zugehörigen „energiekonjugierten“ intensiven.
An dieser Gegenüberstellung erkennt man, dass die Entropie für die Wärmelehre so wichtig ist, wie
die elektrische Ladung für die Elektrizitätslehre und der Impuls für die Mechanik.
Und Entropieströme spielen in der Wärmelehre eine ebenso wichtige Rolle wie elektrische Ströme in der Elektrizitätslehre und Kräfte (Impulsströme) in der Mechanik. Es ist daher konsequent, die Wärmelehre mit der Entropie zu beginnen. Wärmelehre ohne Entropie ist nur ein Notbehelf. (Herrmann, KPK:60)
Die Zustandsgröße Entropie als Wärmemass
Die Vorstellung, die Entropie sei eine schwierige Größe, man könne sich nur schwer eine Anschauung von ihr bilden, ist weit verbreitet. Sie trifft sicher zu, wenn man die Entropie auf die Clausiussche Art einführt. Führt man sie statistisch ein, so ist es leichter, sich eine Anschauung von ihr zu bilden, nämlich als Mass für die mikroskopische Unordnung eines Systems. Allerdings ist diese Anschauung für das Lösen praktischer Probleme nicht sehr nützlich.
Wir haben daher einen dritten Weg für die Einführung der Entropie gewählt, einen Weg, der auf Callendar (1911) zurückgeht und von Job (1972) und Falk (1985) ausführlich beschrieben und begründet wurde. Er beruht auf der Einsicht, dass die Eigenschaften der physikalischen Grösse Entropie sehr gut mit den Eigenschaften des umgangssprachlichen Begriffs „Wärme“ oder „Wärmemenge“ übereinstimmen. Diese Übereinstimmung ist so gut, dass man behaupten kann, dass es kaum eine andere physikalische Grösse gibt, für die
wir aus unserer gewöhnlichen Erfahrung eine so gute Anschauung haben.