{"id":34702,"date":"2021-05-01T13:00:19","date_gmt":"2021-05-01T13:00:19","guid":{"rendered":"https:\/\/toposuranos.com\/material\/?p=34702"},"modified":"2025-09-20T05:04:47","modified_gmt":"2025-09-20T05:04:47","slug":"temperatur-thermodynamisches-gleichgewicht-und-das-nullte-gesetz","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/toposuranos.com\/material\/de\/temperatur-thermodynamisches-gleichgewicht-und-das-nullte-gesetz\/","title":{"rendered":"Temperatur, Thermodynamisches Gleichgewicht und das Nullte Gesetz"},"content":{"rendered":"<style>\n\tp, ul, ol {\n\t\ttext-align: justify;\n\t}\n\th1, h2 {\n\ttext-align:center;\n\t}\n<\/style>\n<h1>Temperatur, Thermodynamisches Gleichgewicht und das Nullte Gesetz<\/h1>\n<p style=\"text-align:center;\"><em><strong>Die Temperatur<\/strong> ist nicht nur ein Indikator f\u00fcr K\u00e4lte oder W\u00e4rme; sie ist eine fundamentale Gr\u00f6\u00dfe, um zu verstehen, wie physikalische Systeme das Gleichgewicht erreichen. In diesem Zusammenhang spielt das Nullte Gesetz der Thermodynamik und seine Beziehung zur Temperaturmessung eine wesentliche Rolle, da es erkl\u00e4rt, warum Thermometer funktionieren und wie es m\u00f6glich ist, verl\u00e4ssliche Skalen festzulegen. Dieses Prinzip, das scheinbar isolierte K\u00f6rper verbindet, bildet die Grundlage f\u00fcr das Verst\u00e4ndnis thermischer Ph\u00e4nomene, die sowohl die Wissenschaft als auch unser t\u00e4gliches Leben beeinflussen. Begleiten Sie uns, um zu erkunden, wie dieses Konzept dem Verhalten von W\u00e4rme und Energie Sinn verleiht.<\/em><\/p>\n<p style=\"text-align:center;\"><strong>Lernziele:<\/strong><br \/>\nNach Abschluss dieser Einheit ist der Studierende in der Lage,\n<\/p>\n<ol>\n<li><strong>Zu verstehen<\/strong>, dass die Temperatur eine Gr\u00f6\u00dfe ist, die mit dem thermodynamischen Gleichgewicht zusammenh\u00e4ngt.<\/li>\n<li><strong>Zu erkl\u00e4ren<\/strong>, wie der Prozess der Thermalisation abl\u00e4uft und warum er in physikalischen Systemen irreversibel ist.<\/li>\n<li><strong>Zu definieren<\/strong>, was thermodynamisches Gleichgewicht ist und wie es mit der Temperatur von K\u00f6rpern zusammenh\u00e4ngt.<\/li>\n<li><strong>Zu analysieren<\/strong>, wie das Nullte Gesetz der Thermodynamik die Grundlage f\u00fcr die Temperaturmessung bildet.<\/li>\n<li><strong>Zu beschreiben<\/strong>, wie Thermometer funktionieren und warum sie von thermometrischen Eigenschaften abh\u00e4ngen.<\/li>\n<li><strong>Zu identifizieren<\/strong>, welche physikalischen Eigenschaften in verschiedenen Thermometertypen genutzt werden, wie elektrischer Widerstand und W\u00e4rmeausdehnung.<\/li>\n<\/ol>\n<p style=\"text-align:center;\"><strong><u>INHALTSVERZEICHNIS<\/u>:<\/strong><br \/>\n<a href=\"#1\">Thermodynamisches Gleichgewicht<\/a><br \/>\n<a href=\"#2\">Thermometer und Temperaturmessung<\/a>\n<\/p>\n<p><center><iframe class=\"lazyload\" width=\"560\" height=\"315\" data-src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/6Z149cifNYI\" title=\"YouTube video player\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture\" allowfullscreen=\"allowfullscreen\"><\/iframe><\/center><\/p>\n<p>In den vorherigen Unterrichtseinheiten, als wir den Begriff der W\u00e4rme betrachteten, war es notwendig, in Begriffen der Temperatur zu sprechen, obwohl kaum oder gar nichts erkl\u00e4rt worden war, um diesen Begriff zu bestimmen. Nun beginnen wir damit, diese L\u00fccke zu schlie\u00dfen, indem wir die <strong>Temperatur und das thermodynamische Gleichgewicht<\/strong> zwischen physikalischen Systemen behandeln.<\/p>\n<p><a name=\"1\"><\/a><\/p>\n<h2>Thermodynamisches Gleichgewicht<\/h2>\n<p><a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=6Z149cifNYI&amp;t=129s\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><strong>Wenn zwei K\u00f6rper in Kontakt kommen<\/strong><\/a>, sprechen wir von einem Energieaustausch. Wie wir zuvor gesehen haben, ist W\u00e4rme eine \u201ebestimmte thermische Energie im \u00dcbergang\u201c. Dar\u00fcber hinaus deuten Experimente darauf hin, dass W\u00e4rme in Abwesenheit externer Einfl\u00fcsse immer vom hei\u00dferen K\u00f6rper zum k\u00e4lteren flie\u00dft. Daher ist zu erwarten, dass sich die in den K\u00f6rpern enthaltene Energie und ihre Temperatur im Laufe der Zeit \u00e4ndern.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/1.bp.blogspot.com\/-cNkct-mMMpk\/YIpkhI5ITqI\/AAAAAAAAFBY\/_MrM2rGPoZkrGiZb4nv42g2D_g5o2vCWwCLcBGAsYHQ\/s0\/flujo%2Bde%2Bcalor%2Bcambio%2Bde%2Btemperatura.PNG\" alt=\"W\u00e4rmestrom, Temperatur\u00e4nderung\" class=\"aligncenter lazyload\" width=\"263\" height=\"229\" \/><noscript><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/1.bp.blogspot.com\/-cNkct-mMMpk\/YIpkhI5ITqI\/AAAAAAAAFBY\/_MrM2rGPoZkrGiZb4nv42g2D_g5o2vCWwCLcBGAsYHQ\/s0\/flujo%2Bde%2Bcalor%2Bcambio%2Bde%2Btemperatura.PNG\" alt=\"W\u00e4rmestrom, Temperatur\u00e4nderung\" class=\"aligncenter lazyload\" width=\"263\" height=\"229\" \/><\/noscript><\/p>\n<p>Nach einiger Zeit im Kontakt h\u00f6rt der W\u00e4rmeaustausch auf. Wenn dies geschieht, sagt man, dass sich die K\u00f6rper im <strong>thermodynamischen Gleichgewicht<\/strong> befinden und folglich die gleiche <strong>Temperatur<\/strong> haben.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/1.bp.blogspot.com\/-q86P0HNTtTg\/YIpm1rey-JI\/AAAAAAAAFBg\/opL3iGHuIVAxqlmZNcr-SLAzQqca1MsdQCLcBGAsYHQ\/s0\/equilibrio%2Btermico.PNG\" alt=\"Thermisches Gleichgewicht\" class=\"aligncenter lazyload\" width=\"333\" height=\"200\" \/><noscript><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/1.bp.blogspot.com\/-q86P0HNTtTg\/YIpm1rey-JI\/AAAAAAAAFBg\/opL3iGHuIVAxqlmZNcr-SLAzQqca1MsdQCLcBGAsYHQ\/s0\/equilibrio%2Btermico.PNG\" alt=\"Thermisches Gleichgewicht\" class=\"aligncenter lazyload\" width=\"333\" height=\"200\" \/><\/noscript><\/p>\n<p>Das Erste, was wir bei der Beobachtung dieses Ph\u00e4nomens feststellen, ist, dass es sich um einen irreversiblen Prozess handelt. Zwei K\u00f6rper mit unterschiedlicher Temperatur werden beim Kontakt immer zum thermischen Gleichgewicht tendieren. Der umgekehrte Prozess tritt jedoch nicht ein, es sei denn, es wird eine \u00e4u\u00dfere Kraft ausge\u00fcbt. Dieser Ann\u00e4herungsprozess an das thermische Gleichgewicht wird als <strong>Thermalisation<\/strong> bezeichnet.<\/p>\n<h3>Das Nullte Gesetz der Thermodynamik<\/h3>\n<p><a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=6Z149cifNYI&amp;t=300s\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><strong>Es ist m\u00f6glich, diese Ideen zu verallgemeinern<\/strong><\/a> auf viele K\u00f6rper; das hei\u00dft, wenn mehrere K\u00f6rper im thermischen Gleichgewicht stehen, wird erwartet, dass ihre Temperaturen gleich sind. Diese Idee wird im <strong>Nullten Gesetz der Thermodynamik<\/strong> festgehalten.<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><strong><em>Wenn zwei Systeme jeweils f\u00fcr sich im thermischen Gleichgewicht mit einem dritten stehen, dann befinden sie sich auch untereinander im thermischen Gleichgewicht.<\/em><\/strong><\/p>\n<p><strong><img decoding=\"async\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/1.bp.blogspot.com\/-mjaWicoDq0Y\/YIpqLXp7L2I\/AAAAAAAAFBo\/uv7HcqkE33Uk6mynRS4IkFgATKG9xt72ACLcBGAsYHQ\/s0\/ley%2Bcero%2Bde%2Bla%2Btermodinamica.PNG\" alt=\"Nulltes Gesetz der Thermodynamik\" class=\" aligncenter lazyload\" width=\"589\" height=\"445\" \/><noscript><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/1.bp.blogspot.com\/-mjaWicoDq0Y\/YIpqLXp7L2I\/AAAAAAAAFBo\/uv7HcqkE33Uk6mynRS4IkFgATKG9xt72ACLcBGAsYHQ\/s0\/ley%2Bcero%2Bde%2Bla%2Btermodinamica.PNG\" alt=\"Nulltes Gesetz der Thermodynamik\" class=\" aligncenter lazyload\" width=\"589\" height=\"445\" \/><\/noscript><\/strong><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=6Z149cifNYI&amp;t=439s\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><strong>Das Nullte Gesetz bildet die Grundlage<\/strong><\/a> f\u00fcr die Temperaturmessung: Wir bringen einen K\u00f6rper, dessen Temperatur wir messen m\u00f6chten, in Kontakt mit einem zweiten K\u00f6rper, dessen Verhalten in Abh\u00e4ngigkeit von der Temperatur gut bekannt ist, und warten, bis sie das thermische Gleichgewicht erreichen. Der zweite K\u00f6rper wird \u201eThermometer\u201c genannt. Das Nullte Gesetz gew\u00e4hrleistet, dass wir, wenn wir diesen zweiten K\u00f6rper mit einem anderen Standardthermometer kalibriert haben, stets konsistente Ergebnisse erhalten. Wenn wir dar\u00fcber nachdenken, l\u00e4sst sich daraus eine intuitivere Formulierung des Nullten Gesetzes ableiten, die folgenderma\u00dfen lautet: \u201eThermometer funktionieren\u201c.<\/p>\n<p><a name=\"2\"><\/a><\/p>\n<h2>Thermometer und Temperaturmessung<\/h2>\n<p><a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=6Z149cifNYI&amp;t=536s\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><strong>Im Hinblick auf das, was wir bisher betrachtet haben<\/strong><\/a>, k\u00f6nnen wir die folgenden \u00dcberlegungen zu Thermometern anstellen:<\/p>\n<ul>\n<li>Damit ein Thermometer korrekt funktioniert, muss seine W\u00e4rmekapazit\u00e4t deutlich geringer sein als die des Objekts, dessen Temperatur gemessen werden soll. Ist dies nicht der Fall, k\u00f6nnte der Messvorgang die Temperatur des Objekts beeinflussen.<\/li>\n<li>Thermometer basieren auf einer bestimmten thermometrischen Eigenschaft, um ihre Messungen vorzunehmen. Galileo verwendete ein Wasserthermometer, das auf der W\u00e4rmeausdehnung beruhte, Fahrenheit nutzte Thermometer auf Basis von Alkohol und Quecksilber. Andere M\u00f6glichkeiten bestehen darin, zu beobachten, wie sich der elektrische Widerstand eines Leiters in Abh\u00e4ngigkeit von der Temperatur ver\u00e4ndert, die W\u00e4rmeausdehnung von Gasen zu verwenden (ausgehend von der idealen Gasgleichung) usw.<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Thermometrische Eigenschaften<\/h3>\n<p><a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=6Z149cifNYI&amp;t=632s\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><strong>Alle diese Methoden nutzen eine Eigenschaft<\/strong><\/a>, die messbar ist, wie elektrischer Widerstand, Druck oder Gr\u00f6\u00dfe, welche im Allgemeinen von einer komplizierten Funktion der Temperatur abh\u00e4ngen. Obwohl keine dieser Eigenschaften \u00fcber ihren gesamten m\u00f6glichen Bereich vollst\u00e4ndig linear ist, besteht auch keine Notwendigkeit, den gesamten Bereich zu ber\u00fccksichtigen; wenn der Bereich hinreichend eng ist, haben wir eine nahezu lineare Beziehung, die wir ausnutzen k\u00f6nnen.<\/p>\n<h3>Das Problem der absoluten Temperatur<\/h3>\n<p><a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=6Z149cifNYI&amp;t=815s\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><strong>Das Problem bei diesen \u00dcberlegungen<\/strong><\/a> ist, dass die Temperaturmessungen auf der Grundlage einer Skalierung einer bestimmten thermometrischen Eigenschaft erfolgen. Es handelt sich um relative Messungen. Daraus ergibt sich die Frage: Gibt es eine absolute Temperaturmessung? Im 19. Jahrhundert wurde dieses Problem durch ein Argument der \u201eCarnot-Maschine\u201c gel\u00f6st. Sp\u00e4ter stellte sich heraus, dass die Temperatur in statistischen Begriffen definiert werden konnte, und dies ist die Definition, die wir heute verwenden. Um diese Ideen jedoch richtig zu \u00fcberpr\u00fcfen, ist es notwendig, zun\u00e4chst die Konzepte von Mikro- und Makrozust\u00e4nden zu betrachten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Temperatur, Thermodynamisches Gleichgewicht und das Nullte Gesetz Die Temperatur ist nicht nur ein Indikator f\u00fcr K\u00e4lte oder W\u00e4rme; sie ist eine fundamentale Gr\u00f6\u00dfe, um zu verstehen, wie physikalische Systeme das Gleichgewicht erreichen. 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Licenciado en F\u00edsica, Magister en Ingenier\u00eda Industrial y Docente Universitario. Me dedico a desmitificar la f\u00edsica y las matem\u00e1ticas. 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