Versteht jemand den absoluten Nullpunkt der Kelvin-Skala?
Also ich verstehe nicht wie man sagen kann, dass bei jedem Stoff der Nullpunkt bei ungefähr 273,15 Celsius liegt. Kelvin hat ja einen Graph gezeichnet und dort die Temperatur mit dem jeweiligen Volumen des Gases aufgezeichnet. Kommt es nicht aber auf das Gas an? Ich dachte die Ausdehnung und das Zusammenziehen eines Gases wäre materialabhängig?
5 Antworten
Bei Gasen ist das nicht Materialabhängig. Nur Menge, Temperatur und Druck beeinflussen das Volumen
In einem sehr großen Temperatur und Druckbereich, verhalten sich alle Gase gleich, bzw. ideal. Das gilt natürlich nur im gasförmigen, nicht im flüssigen oder festen Zustand UND am besten auch 'verdünnt'.
Bis auf Helium werden auch alle Gase iwann fest und vorher flüssig. Die Extrapolation bis zum absoluten Nullpunkt klappt halt nur, so lange es Gase sind.
Das ist nicht nur ein Effekt der Materialausdehnung, sondern verschiedene Effekte der Physuik zeigen das gleiche Ergebnis:
Bei der Temperatur von 0 Kelvin (= -273,15 °C) gibt es keinerlei Wärmebewegung im Material (egal in welchem) mehr. Die Besatzungsverhältnisse der Elektronen in den Atomen zeigen ebenfalls den Minimalzustand.
Da es nichts gibt, was tiefer sein kann als der Minimalzustand (der auf verschoiedene Weise ermittelt werden kann), ist das der absolute Nullpunkt für die Temperatur.
Nach oben ist alles möglich, auch mehrere Millionen Grad. Aber unter o Kelvin geht es eben nicht.
Die absolute Temperatur ist proportional zur mittleren Bewegungsenergie der Gasteilchen. Die Art des Gases ist dabei belanglos. Bei 0 Kelvin stünden die Teilchen komplett still. Dieser Punkt wird nie erreicht, man kann sich diesem Punkt jedoch sehr stark annähern.
Nachträgliche Bearbeitung: Ich schrieb "Grad Kelvin" anstelle von "Kelvin".
Bei 0 Grad Kelvin stünden die Teilchen komplett still.
Es sei erwähnt, dass Kelvin nicht in Graden angegeben wird. Es heißt also „0 Kelvin”.
Dass das Volumen proportional zur Temperatur ist, gilt nur für ideale Gase. Die zeichnen sich dadurch aus, dass die Teilchen das Volumen Null haben und zwischen ihnen keine Kräfte wirken. Also auch dadurch, dass sie real nicht existieren.
In einem Gas bei normalem Luftdruck und Zimmertemperatur sind ist aber rund 99,9 % leerer Raum. Da ist das Teilchenvolumen ziemlich egal und Kräfte wirken kaum. Deshalb sind die Abweichungen vom idealen Verhalten ziemlich klein. Alle Gase verhalten sich bei Temperaturänderung gleich.
Allerdings nehmen die Abweichungen vom idealen Verhalten bei Temperatursenkung und Druckerhöhung zu, besonders bei Annäherung an den Siedepunkt oder den kritischen Punkt. Das natürlich je nach Gas verschieden.
Und ist es bei anderen Aggregatzuständen auch so?