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Steffen Rehm
registrierter User
Anmeldungsdatum: 10.07.2011
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Wohnort: bei Berlin
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 (#1804146) Verfasst am: 27.12.2012, 15:20 Titel: Energie-Masse-Temperatur? |
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Als Physik-Amateur darf ich Wissenslücken haben und Fragen formulieren, die mir hoffentlich ein Fachmann erklären kann.
Meine Frage ist: Warum spielt in der Energie-Massegleichung (E=m c²) eigentlich die Temperatur keine Rolle? Nach meinem Verständnis müsste doch ein Stein mit 100 Grad C
eine grössere Energiemenge enthalten als ein Stein mit niedrigerer Temperatur?
Ich bitte um eine einfach-verständliche Erklärung. Vielleicht habe ich da in der Schule nur geschlafen.
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Die Erkenntnis der Grenze ist die Grenze der Erkenntnis
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moecks
registrierter User
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 4560
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| (#1804149) Verfasst am: 27.12.2012, 15:35 Titel: |
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Naütlich hat ein Stein mit 100 Grad C mehr Energie als ein Stein bei 20 Grad C.
Was soll da eine einfache Erklärung.
Wenn dir nicht bewusst ist was Temperatur überhaupt ist, solltest du von Formeln wie E=mc² erstmal die Finger lassen.
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step
registriert
Anmeldungsdatum: 17.07.2003
Beiträge: 22782
Wohnort: Germering
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| (#1804151) Verfasst am: 27.12.2012, 15:40 Titel: Re: Energie-Masse-Temperatur? |
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| Steffen Rehm hat folgendes geschrieben: | Als Physik-Amateur darf ich Wissenslücken haben und Fragen formulieren, die mir hoffentlich ein Fachmann erklären kann.
Meine Frage ist: Warum spielt in der Energie-Massegleichung (E=m c²) eigentlich die Temperatur keine Rolle? Nach meinem Verständnis müsste doch ein Stein mit 100 Grad C
eine grössere Energiemenge enthalten als ein Stein mit niedrigerer Temperatur?
Ich bitte um eine einfach-verständliche Erklärung. Vielleicht habe ich da in der Schule nur geschlafen. |
Der Grund ist, daß E=mc² gar nicht die Energie eines Körpers darstellt, sondern nur seine Ruheenergie, also die Energie, die seiner Ruhemasse entspricht. Und dafür spielt die Temperatur naturgemäß keine Rolle.
Der korrekte Ausdruck für die Energie lautet hingegen E = sqrt ((mc²)² + p²c²) mit dem relativistischen Impuls p, und der ist natürlich bei hoher Temperatur höher.
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Was ist der Sinn des Lebens? - Keiner, aber Leere ist Fülle für den, der sie sieht.
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Steffen Rehm
registrierter User
Anmeldungsdatum: 10.07.2011
Beiträge: 160
Wohnort: bei Berlin
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| (#1804183) Verfasst am: 27.12.2012, 18:13 Titel: |
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| moecks hat folgendes geschrieben: | Naütlich hat ein Stein mit 100 Grad C mehr Energie als ein Stein bei 20 Grad C.
Was soll da eine einfache Erklärung.
Wenn dir nicht bewusst ist was Temperatur überhaupt ist, solltest du von Formeln wie E=mc² erstmal die Finger lassen. |
Moecks Antwort erscheint mir noch dümmer als meine Frage. Klüger wäre er gewesen, nicht zu antworten oder erst mal Steps Antwort abzuwarten. Diese erscheint mir informativ, wobei ich sie aber noch nicht so richtig verstehe. Warum spielt die Temperatur bei der Ruhemasse keine Rolle? Gibt es bei Ruhemassen keine unterschiedlichen Temperaturen?
Die „korrekte“ Formel verstehe ich auch noch nicht, weil ich nicht weiss, was sqrt darin bedeuten. Sie ist ja sehr kompliziert, nicht so leicht zu verstehen.
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Die Erkenntnis der Grenze ist die Grenze der Erkenntnis
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Tom der Dino
registrierter User
Anmeldungsdatum: 20.07.2011
Beiträge: 3949
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| (#1804184) Verfasst am: 27.12.2012, 18:16 Titel: |
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| Steffen Rehm hat folgendes geschrieben: | | moecks hat folgendes geschrieben: | Naütlich hat ein Stein mit 100 Grad C mehr Energie als ein Stein bei 20 Grad C.
Was soll da eine einfache Erklärung.
Wenn dir nicht bewusst ist was Temperatur überhaupt ist, solltest du von Formeln wie E=mc² erstmal die Finger lassen. |
Moecks Antwort erscheint mir noch dümmer als meine Frage. Klüger wäre er gewesen, nicht zu antworten oder erst mal Steps Antwort abzuwarten. Diese erscheint mir informativ, wobei ich sie aber noch nicht so richtig verstehe. Warum spielt die Temperatur bei der Ruhemasse keine Rolle? Gibt es bei Ruhemassen keine unterschiedlichen Temperaturen?
Die „korrekte“ Formel verstehe ich auch noch nicht, weil ich nicht weiss, was sqrt darin bedeuten. Sie ist ja sehr kompliziert, nicht so leicht zu verstehen. |
Sqrt = Square Root, Quadratwurzel.
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Am Anfang war ......das Experiment.
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Steffen Rehm
registrierter User
Anmeldungsdatum: 10.07.2011
Beiträge: 160
Wohnort: bei Berlin
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| (#1804188) Verfasst am: 27.12.2012, 18:52 Titel: |
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| Tom der Dino hat folgendes geschrieben: | | Sqrt = Square Root, Quadratwurzel. |
Danke, damit kann ich was anfangen 
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step
registriert
Anmeldungsdatum: 17.07.2003
Beiträge: 22782
Wohnort: Germering
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| (#1804191) Verfasst am: 27.12.2012, 19:03 Titel: |
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| Steffen Rehm hat folgendes geschrieben: | | Warum spielt die Temperatur bei der Ruhemasse keine Rolle? Gibt es bei Ruhemassen keine unterschiedlichen Temperaturen? |
Genau, bei Ruhemassen gibt es strenggenommen keine Temperatur. Temperatur ist ja statistische Teilchenbewegung, also eine Art Mittelwert von Impulsen vieler kleiner Massen, aus denen der Körper besteht. Diese Impulse fließen in die kinetische Energie p²c² des relativistischen Energieterms ein, nicht aber in den Ruhenergieterm mc².
| Steffen Rehm hat folgendes geschrieben: | | Die „korrekte“ Formel verstehe ich auch noch nicht, weil ich nicht weiss, was sqrt darin bedeuten. Sie ist ja sehr kompliziert, nicht so leicht zu verstehen. |
Man kann immerhin recht schnell sehen, daß für masselose Teilchen (z.B. Licht) E=p*c ist, und für ruhende Teilchen E=mc².
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Steffen Rehm
registrierter User
Anmeldungsdatum: 10.07.2011
Beiträge: 160
Wohnort: bei Berlin
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| (#1804193) Verfasst am: 27.12.2012, 19:25 Titel: |
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| step hat folgendes geschrieben: | | Steffen Rehm hat folgendes geschrieben: | | Warum spielt die Temperatur bei der Ruhemasse keine Rolle? Gibt es bei Ruhemassen keine unterschiedlichen Temperaturen? |
Genau, bei Ruhemassen gibt es strenggenommen keine Temperatur. Temperatur ist ja statistische Teilchenbewegung, also eine Art Mittelwert von Impulsen vieler kleiner Massen, aus denen der Körper besteht. Diese Impulse fließen in die kinetische Energie p²c² des relativistischen Energieterms ein, nicht aber in den Ruhenergieterm mc².
| Steffen Rehm hat folgendes geschrieben: | | Die „korrekte“ Formel verstehe ich auch noch nicht, weil ich nicht weiss, was sqrt darin bedeuten. Sie ist ja sehr kompliziert, nicht so leicht zu verstehen. |
Man kann immerhin recht schnell sehen, daß für masselose Teilchen (z.B. Licht) E=p*c ist, und für ruhende Teilchen E=mc². |
Danke, das schafft Klarheit. So ganz trivial war die Frage wohl nicht.
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moecks
registrierter User
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 4560
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| (#1804218) Verfasst am: 27.12.2012, 21:27 Titel: |
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| Steffen Rehm hat folgendes geschrieben: | | moecks hat folgendes geschrieben: | Naütlich hat ein Stein mit 100 Grad C mehr Energie als ein Stein bei 20 Grad C.
Was soll da eine einfache Erklärung.
Wenn dir nicht bewusst ist was Temperatur überhaupt ist, solltest du von Formeln wie E=mc² erstmal die Finger lassen. |
Moecks Antwort erscheint mir noch dümmer als meine Frage. Klüger wäre er gewesen, nicht zu antworten oder erst mal Steps Antwort abzuwarten.
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Ich meinte damit das es für dich gescheiter wäre sich erstmal mit den Grundlagen der Thermodynamik zu beschäftigen.
Aber jemand wie du meint ja immer diese Kapitel überspringen zu können.
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Steffen Rehm
registrierter User
Anmeldungsdatum: 10.07.2011
Beiträge: 160
Wohnort: bei Berlin
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| (#1804223) Verfasst am: 27.12.2012, 21:43 Titel: |
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| moecks hat folgendes geschrieben: | | Steffen Rehm hat folgendes geschrieben: | | moecks hat folgendes geschrieben: | Naütlich hat ein Stein mit 100 Grad C mehr Energie als ein Stein bei 20 Grad C.
Was soll da eine einfache Erklärung.
Wenn dir nicht bewusst ist was Temperatur überhaupt ist, solltest du von Formeln wie E=mc² erstmal die Finger lassen. |
Moecks Antwort erscheint mir noch dümmer als meine Frage. Klüger wäre er gewesen, nicht zu antworten oder erst mal Steps Antwort abzuwarten.
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Ich meinte damit das es für dich gescheiter wäre sich erstmal mit den Grundlagen der Thermodynamik zu beschäftigen.
Aber jemand wie du meint ja immer diese Kapitel überspringen zu können. |
Auf solche "Ratschläge" kann ich gut verzichten, und was jemand wie ich meint, wirst Du nie begreifen.
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pera
auf eigenen Wunsch deaktiviert
Anmeldungsdatum: 01.07.2009
Beiträge: 4256
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| (#1804236) Verfasst am: 27.12.2012, 22:39 Titel: Re: Energie-Masse-Temperatur? |
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| step hat folgendes geschrieben: |
Der korrekte Ausdruck für die Energie lautet hingegen E = sqrt ((mc²)² + p²c²) mit dem relativistischen Impuls p, und der ist natürlich bei hoher Temperatur höher. |
Und das ist erst der Anfang.
Immer wenn man näher hinschaut wirds kompliziert. 
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moecks
registrierter User
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 4560
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| (#1804238) Verfasst am: 27.12.2012, 22:52 Titel: |
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| Steffen Rehm hat folgendes geschrieben: |
Auf solche "Ratschläge" kann ich gut verzichten
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Das denke ich eher nicht.
| Zitat: |
und was jemand wie ich meint, wirst Du nie begreifen. |
Junge, was geht denn bei dir ab. Überleg dir mal wie du mit anderen umgehst.
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Tso Wang
Vergiß es
Anmeldungsdatum: 21.09.2003
Beiträge: 1433
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| (#1804247) Verfasst am: 27.12.2012, 23:57 Titel: Re: Energie-Masse-Temperatur? |
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| Steffen Rehm hat folgendes geschrieben: | Als Physik-Amateur darf ich Wissenslücken haben und Fragen formulieren, die mir hoffentlich ein Fachmann erklären kann.
Meine Frage ist: Warum spielt in der Energie-Massegleichung (E=m c²) eigentlich die Temperatur keine Rolle? Nach meinem Verständnis müsste doch ein Stein mit 100 Grad C
eine grössere Energiemenge enthalten als ein Stein mit niedrigerer Temperatur?
Ich bitte um eine einfach-verständliche Erklärung. Vielleicht habe ich da in der Schule nur geschlafen. |
.
Für relativistische Vorgänge hat Dir Step schon die richtige Formel angegeben. Für nichtrelativistische Vorgänge reicht gewöhnlich:
E= mc² + N (3/2 kT) ; k: Boltzmannkonstante, T: absolute Temperatur, N: Teilchenzahl
Die Gesamtenergie eines Körpers ist somit die Summe aus der äquivalenten Energie seiner Ruhemasse und der mittleren kinetischen Energie der Teilchen, aus denen sich der Massekörper zusammensetzt (im zweiten Summanden sind nur drei Translations-Freiheitsgrade berücksichtigt ----> sonst f/2 kT ). Bei nichtrelativistischen Vorgängen ist der zweite Summand selbstverständlich vernachlässigbar, weil verschwindend gering.
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Geh' weiter
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uwebus
dauerhaft gesperrt
Anmeldungsdatum: 23.06.2011
Beiträge: 4688
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| (#1804254) Verfasst am: 28.12.2012, 00:41 Titel: |
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| step hat folgendes geschrieben: |
Man kann immerhin recht schnell sehen, daß für masselose Teilchen (z.B. Licht) E=p*c ist, und für ruhende Teilchen E=mc². |
step, nun wieder mal die Frage eines Verständnislosen:
Erzähl mir mal, aus was Licht und aus was Masse besteht? Denn beide wirken ja in Form von Impulsen, gibt es da bei euch zwei unterschiedliche metaphysische Grundelemente? Oder sogar drei, wenn sich Licht durchs Vakuum bewegt?
Und wie entsteht die Wechselwirkung zwischen Licht und Masse und Masse und Vakuum bei der Lichtablenkung am Sonnenrand? Einfach durch die sog. Raumkrümmung? Was wird denn da wie gekrümmt? Ist ein bißchen mager, diese Erklärung, finde ich.
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Steffen Rehm
registrierter User
Anmeldungsdatum: 10.07.2011
Beiträge: 160
Wohnort: bei Berlin
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| (#1804255) Verfasst am: 28.12.2012, 00:45 Titel: Re: Energie-Masse-Temperatur? |
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| Tso Wang hat folgendes geschrieben: | | Steffen Rehm hat folgendes geschrieben: | Als Physik-Amateur darf ich Wissenslücken haben und Fragen formulieren, die mir hoffentlich ein Fachmann erklären kann.
Meine Frage ist: Warum spielt in der Energie-Massegleichung (E=m c²) eigentlich die Temperatur keine Rolle? Nach meinem Verständnis müsste doch ein Stein mit 100 Grad C
eine grössere Energiemenge enthalten als ein Stein mit niedrigerer Temperatur?
Ich bitte um eine einfach-verständliche Erklärung. Vielleicht habe ich da in der Schule nur geschlafen. |
Für relativistische Vorgänge hat Dir Step schon die richtige Formel angegeben. Für nichtrelativistische Vorgänge reicht gewöhnlich:
E= mc² + N (3/2 kT) ; k: Boltzmannkonstante, T: absolute Temperatur, N: Teilchenzahl
Die Gesamtenergie eines Körpers ist somit die Summe aus der äquivalenten Energie seiner Ruhemasse und der mittleren kinetischen Energie der Teilchen, aus denen sich der Massekörper zusammensetzt (im zweiten Summanden sind nur drei Translations-Freiheitsgrade berücksichtigt ----> sonst f/2 kT ). Bei nichtrelativistischen Vorgängen ist der zweite Summand selbstverständlich vernachlässigbar, weil verschwindend gering.
() |
Also lag ich mit meiner Frage gar nicht so daneben, als ich E=mc² ohne Berücksichtigung der Temperatur nicht ausreichend fand. Und das, obwohl ich einige Kapitel der Thermodynamik einfach übersprungen habe. Das Recht zu einem oberflächlichem Wissen lasse ich mir von so jungen M(o)eckerern nicht nehmen, solange ich nur einfache Fragen habe, die hier von Fachleuten schnell beantwortet werden. Nochmals Danke.
@moecks: Siehst Du nicht den qualitativen Unterschied zwischen Deinen blöden Antworten und den Erklärungen der Fachleute?
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moecks
registrierter User
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 4560
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| (#1804258) Verfasst am: 28.12.2012, 01:44 Titel: Re: Energie-Masse-Temperatur? |
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| Steffen Rehm hat folgendes geschrieben: |
@moecks: Siehst Du nicht den qualitativen Unterschied zwischen Deinen blöden Antworten und den Erklärungen der Fachleute? |
erstens: Meine Antworten waren alles andere als blöd
zweitens: Ich bin auch einer dieser Fachleute
drittens: Ich hätte dir die Antworten auch geben können, wollte aber eher auf den nächsten Punkt verweisen
denn viertens: Verdammt, glaub mir doch einfach mal das es sinnvoll ist sich in die Grundlagen in einem Themengebiet einzuarbeiten.
Natürlich kannst du "einige" Kapitel überspringen, aber du wirst recht schnell an weitere Stolpersteine stoßen die dich zu Fall bringen weil du die Grundlagen nicht kennst und somit nicht verinnerlicht hast.
Das dies mühsam ist und man sich lieber mit den vermeintlich spannenderen gleich beschäftigen möchte ist klar. Ging mir auch so. Meinst du ich habe damals angefangen Physik zu studieren weil mich die theoretische Mechanik oder die Thermodynamik interessiert haben?
Aber ohne dem geht es eben nicht.
Außerdem kann ich dir versichern das in den Grundlagen viele interessante Dinge warten für die es sich lohnt da einzusteigen.
Das war im Prinzip das was ich dir sagen wollte, nicht mehr und nicht weniger.
PS: Für das ganze braucht man eben auch ein wenig geduld. An uwebus siehst du was draus wird wenn man ungeduldig sein Physikstudium abbricht, weil einem nach dem ersten Semester nicht alles Fragen beantwortet wurden.
Der versucht schon wieder einen Tread mit seinem längst widerlegten Ideen zu kapern.
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step
registriert
Anmeldungsdatum: 17.07.2003
Beiträge: 22782
Wohnort: Germering
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| (#1804287) Verfasst am: 28.12.2012, 11:41 Titel: |
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| Tso Wang hat folgendes geschrieben: | Für nichtrelativistische Vorgänge reicht gewöhnlich:
E= mc² + N (3/2 kT) ; k: Boltzmannkonstante, T: absolute Temperatur, N: Teilchenzahl
Die Gesamtenergie eines Körpers ist somit die Summe aus der äquivalenten Energie seiner Ruhemasse und der mittleren kinetischen Energie der Teilchen, aus denen sich der Massekörper zusammensetzt ... |
Hmm ... N<mvv>/2 = 3NkT/2 gilt aber nur für die mittleren Relativbewegungen, also gilt Deine Formel nur für die Gesamtenergie eines im Bezugssystem schwerpunktmäßig ruhenden Körpers bzw. Gases, es fehlt die kinetische Schwerpunktsenergie m<v>²/2, die durchaus größer als 3NkT/2 sein kann.
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Steffen Rehm
registrierter User
Anmeldungsdatum: 10.07.2011
Beiträge: 160
Wohnort: bei Berlin
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| (#1804321) Verfasst am: 28.12.2012, 13:07 Titel: |
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@moecks: Muss ich mir eine Kuh kaufen, wenn ich nur ein Glas Milch trinken will? 
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Tom der Dino
registrierter User
Anmeldungsdatum: 20.07.2011
Beiträge: 3949
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| (#1804328) Verfasst am: 28.12.2012, 13:22 Titel: |
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| Steffen Rehm hat folgendes geschrieben: | | @moecks: Muss ich mir eine Kuh kaufen, wenn ich nur ein Glas Milch trinken will? |
Wenn ihr euer OT Gekabbel unbedingt weiterführen wollt möchte ich euch daran erinnern, dass wir einen Sandkasten haben. 
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Tso Wang
Vergiß es
Anmeldungsdatum: 21.09.2003
Beiträge: 1433
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| (#1804405) Verfasst am: 28.12.2012, 19:51 Titel: |
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| step hat folgendes geschrieben: | | Tso Wang hat folgendes geschrieben: | Für nichtrelativistische Vorgänge reicht gewöhnlich:
E= mc² + N (3/2 kT) ; k: Boltzmannkonstante, T: absolute Temperatur, N: Teilchenzahl
Die Gesamtenergie eines Körpers ist somit die Summe aus der äquivalenten Energie seiner Ruhemasse und der mittleren kinetischen Energie der Teilchen, aus denen sich der Massekörper zusammensetzt ... |
Hmm ... N<mvv>/2 = 3NkT/2 gilt aber nur für die mittleren Relativbewegungen, also gilt Deine Formel nur für die Gesamtenergie eines im Bezugssystem schwerpunktmäßig ruhenden Körpers bzw. Gases, es fehlt die kinetische Schwerpunktsenergie m<v>²/2, die durchaus größer als 3NkT/2 sein kann. |
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Ja, genau.
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