Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm

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DD: Didaktik der Physik

DD 20: Posterausstellung

DD 20.6: Poster

Dienstag, 24. März 1998, 11:30–13:00, Balustrade

Die Veranschaulichung von Entropie und chemischem Potential mit Computersimulationen — •O. Frisius, F. Herrmann und E. Starauschek — Abteilung für Didaktik der Physik, Universität, 76128 Karlsruhe

Die Simulation von kleinsten Systemen (Teilchenzahl < 10) liefert Aussagen zur Thermodynamik, die direkt anschaulich nachprüfbar sind und mit Grundkenntnissen der klassischen Thermodynamik in Einklang stehen. Das parallele Simulieren, Visualisieren und Auswerten eines Gibbs’schen Ensembles dieser Systeme demonstriert die überraschend einfache elementarmathematische Gewinnung der Entropie aus dem Zustandsraum. Das Verfahren ermöglicht die Bilanzierung der Entropie für jeden Simulationszeitpunkt und auch für Nichtgleichgewichte.

Temperatur T und chemisches Potential µ können nur für energetisch anregbare Systeme angegeben werden, wenn diese im thermischen bzw. chemischen Gleichgewicht ihrer Teilstoffe oder mit anderen Systemen stehen. Das interaktive Programm demonstriert, was unter diesen Gleichgewichten zu verstehen ist und ermöglicht es, den Prozeß hin zum Einstellen des Gleichgewichts der Teilsysteme zu verfolgen. Auch T und µ werden mit einfachsten mathematischen Methoden gewonnen: eine geometrische Deutung der Boltzmannverteilung (Zustands-Energie-Statistik) reicht. (Programm „Thermilab“ für MS-Windows)

http://www-tfp.physik.uni-karlsruhe.de/ didaktik/