Das thermodynamische Gleichgewicht und die empirische Temperatur

Auszug

Bringt man ein System mit seiner Umgebung oder verschiedene Systeme miteinander in Kontakt, so finden im allgemeinen Zustandsänderungen statt, weil einige oder mehrere der unabhängigen Variablen ihre Werte ändern. Man kann sich diesen Vorgang an einem einfachen Beispiel klarmachen. Ein System möge aus einem geschlossenen Zylinder bestehen, in dem sich ein beweglicher Kolben befindet, der zwei Teilsysteme A und B trennt. Beide Teilsysteme sind mit Gas gefüllt. Der Kolben wird zunächst durch Stifte festgehalten, ist also arretiert, Abb. 2.1. Der Druck p _A im Teilsystem A sei höher als der Druck p _B im Teilsystem B. Entfernt man nun die Arretierung, die als “Hemmung” aufgefasst werden kann, verschiebt sich der Kolben nach rechts. Das Volumen V _A nimmt dabei zu, das Volumen V _B nimmt ab und zwar so, dass gilt: ΔV _A = −ΔV _B. Das Teilsystem A gibt Energie ab, welche vom Teilsystem B aufgenommen wird. Die Energieab- und -aufnahme hat eine Änderung der Variablen Volumen und Druck zur Folge. Der Druck p _A im Teilsystem A nimmt ab, der Druck p _B im Teilsystem B nimmt zu. Dieser Vorgang ist charakteristisch für den Kontakt zwischen verschiedenen Systemen: Es kann hierbei ein Austausch zwischen bestimmten Variablen erfolgen, aber nicht alle Variablen müssen ihre Werte ändern. So bleibt beispielsweise die Zahl der Gasmolek üle in beiden Teilsystemen während des obigen Austauschprozesses konstant. Es werden aber eine oder mehrere Größen zwischen den Systemen dadurch ausgetauscht — in dem erwähnten Beispiel die Energie —, dass sich bestimmte Variablen ändern. Anschaulich ausgedrückt: Energie fließt über die Variable Volumen V von einem System in das andere. Man spricht von einem Austauschprozess und der Austauschvariable Volumen.