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Befindet sich ein Gas in einem abgeschlossenen Behälter, so übt es auf die Wände einen Druck aus. Aus kinetisch-statistischer Sicht kann man diesen Gasdruck als elastische Stöße einer Vielzahl von Teilchen deuten. Er ist umso größer, je größer die Teilchenanzahl in dem betreffenden Volumen und die mittlere Geschwindigkeit der Teilchen ist. Aus der Grundgleichung der kinetischen Gastheorie folgt:

$p=\frac{2}{3}\cdot \frac{N}{V}\cdot {\overline{E}}_{\text{kin}}=\frac{1}{3}\cdot \frac{N}{V}\cdot m\cdot \overline{v^2}$

* 25.06.1864 in Briesen (Westpreußen)
† 19.11.1941 in Gut Ober-Zibelle (bei Bad Muskau)

WALTER HERMANN NERNST studierte Physik und machte sich um den Aufbau der Physikalischen Institute in Göttingen und eines physikalisch-chemischen Instituts in Berlin verdient. Zu seinen beachtlichen Leistungen zählen die Formulierung der NERNSTschen Gleichung von 1889, des NERNSTschen Verteilungssatzes von 1890/91 sowie des NERNSTschen Wärmesatzes, heute als der 3. Hauptsatz der Thermodynamik bekannt. NERNST starb im Alter von 77 Jahren.

Für die Versorgung eines Wohnhauses mit Strom, Warmwasser und Heizung ist ein beachtlicher Energieaufwand erforderlich. Häuser, bei denen aufgrund der Bauweise der Energieeinsatz je Quadratmeter Wohnfläche besonders niedrig ist, bezeichnet man als Niedrigenergiehäuser. Kennzeichnend für solche Häuser ist eine gute Wärmedämmung und eine intelligente Nutzung erneuerbarer Energieträger, insbesondere der Sonnenenergie. Neben Niedrigenergiehäusern gibt es auch Passivhäuser und Null-Energie-Häuser.

Das Streben nach thermischem Gleichgewicht durch Temperaturausgleich ist charakteristisch für thermodynamische Systeme. Es wird heute oft als nullter Hauptsatz der Thermodynamik bezeichnet, da diese Eigenschaft thermodynamischer Systeme Grundlage für viele Temperaturmessungen ist. Dieser Hauptsatz lautet:

Werden zwei thermodynamische Systeme (Körper) miteinander in Kontakt gebracht, so gleichen sich ihre Temperaturen in endlicher Zeit aus.

Die gleiche Temperatur bleibt auch nach der Trennung der Systeme erhalten, wenn keine Wärmeübertragung zwischen Systemen und Umgebung erfolgt.

Atome oder Moleküle lassen sich nicht mit einem Lineal vermessen oder auf eine Waage legen. Zur Ermittlungen der Abmessungen sind meist aufwändige Messanordnungen notwendig. Es gibt aber auch erstaunlich einfache Versuchsanordnungen, mit denen man atomare Größen abschätzen kann. Ein solches Experiment ist der Ölfleckversuch oder, wie auch formuliert wird, die Ölfleckmethode. Sie ermöglicht es, eine Abschätzung des Moleküldurchmessers von Öl vorzunehmen.

* 14.06.1832 in Holzhausen bei Nassau
† 26.01.1891 in Köln

Er war ein deutscher Ingenieur, entwickelte das 4-Takt-Prinzip für Gasmotoren und verbesserte es wesentlich. Gemeinsam mit E. LANGEN, G. DAIMLER und W. MAYBACH gründete er 1872 die Deutz AG.

Ozon ist ein Gas, dass sich in geringer Konzentration in Höhen von 15-30 km über der Erdoberfläche befindet. Es absorbiert den kurzwelligen Teil des ultravioletten Lichtes.
Seit geraumer Zeit beobachtet man eine Verdünnung dieser Ozonschicht und damit eine Verstärkung der schädlichen kurzwelligen Ultraviolettstrahlung. Von einem Ozonloch spricht man, wenn die schützende Ozonschicht so dünn ist, dass sich die Intensität der kurzwelligen UV-Strahlung gegenüber dem ursprünglichen Normalwert verdoppelt.

Ein Perpetuum mobile ( das sich ständig Bewegende) ist ein uralter Traum der Menschheit. Eine Maschine zu bauen, die ohne Energiezufuhr ständig Arbeit verrichtet, ist zu verlockend. Konstruktionen von Perpetuum mobile sind schon aus dem Mittelalter bekannt. Oftmals wurde versucht durch raffinierte Anordnungen von Ungleichgewichten an Rädern oder durch unsymmetrische endlosen Ketten „immerwährende“ Antriebe zu bauen.
In der Physik wird zwischen einem Perpetuum mobile 1. Art und 2. Art unterschieden.
Mit der Entdeckung des Energieerhaltungssatzes (des 1. Hauptsatzes der Thermodynamik) und des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik wurde die wissenschaftlichen Begründung für die Unmöglichkeit eines Perpetuum mobile gegeben.
Obwohl längst wissenschaftlich begründet, gibt es auch heute immer wieder Versuche, die Funktionsfähigkeit eines Perpetuum mobile nachzuweisen.

In der Thermodynamik oder Wärmelehre ist es üblich, zur Beschreibung der Zustände oder Vorgänge in einem thermodynamischen System unterschiedliche Betrachtungsweisen anzuwenden. Neben der kinetisch-statistischen Betrachtungsweise wird die phänomenologische Betrachtungsweise genutzt. Sie ist an Erscheinungen (Phänomenen) orientiert und dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschreibung von Sachverhalten und Vorgängen solche makroskopischen Zustands- und Prozessgrößen wie Druck, Volumen, Temperatur, Wärme und Arbeit genutzt werden.

Unter einer Phasenumwandlung versteht man den Übergang eines Stoffes von einem Zustand in einen anderen. Dabei ist zwischen verschiedenen Arten zu unterscheiden. Phasenumwandlungen 1. Art sind dadurch gekennzeichnet, dass bei den Umwandlungen Wärme erforderlich ist oder frei wird. Zu dieser Art der Phasenumwandlungen gehören alle Aggregatzustandsänderungen. Daneben gibt es auch Phasenumwandlungen 2. Art, bei denen keine Umwandlungswärmen auftreten. Zu solchen Phasenumwandlungen gehört z.B. der Übergang eines Stoffes aus dem normalleitenden in den supraleitenden Zustand.

Unter einem Plasma versteht man ein ionisiertes Gas, das aus einem Gemisch von Ionen, Elektronen und neutralen Teilchen besteht. Diese Teilchen befinden sich untereinander und mit Photonen in ständiger Wechselwirkung mit verschiedenen Energie- bzw. Anregungszuständen. Das Plasma, auch Plasmazustand genannt, wird häufig neben fest, flüssig und gasförmig als 4. Aggregatzustand bezeichnet, weil es einige spezifische Eigenschaften besitzt, die Stoffe in den drei Aggregatzuständen nicht haben.
Plasma lässt sich in unterschiedlicher Weise herstellen und existiert auch in der Natur. Es wird vielfältig genutzt und spielt bei Untersuchungen zur gesteuerten Kernfusion eine wichtige Rolle.

Gegenstand der kinetischen Gastheorie ist die Betrachtung thermodynamischer Prozesse auf der Grundlage von Teilchengrößen, wie der Teilchenanzahl, ihrer Geschwindigkeit und ihrer Energie. Von Interesse ist auch die räumliche Verteilung von Teilchen eines Gases in verschiedenen Raumbereichen eines abgeschlossenen Systems. Bei einer hinreichend großen Anzahl von Teilchen ist für ein abgeschlossenes System die Gleichverteilung die wahrscheinlichste räumliche Anordnung. Es können aber auch statistische Schwankungen auftreten, die sich z.B. in Dichteunterschieden bemerkbar machen.

Gase bestehen wie alle Stoffe aus Atomen und Molekülen. Diese Elementarteilchen nehmen einen bestimmten Raum ein. Zwischen ihnen wirken Kräfte. Die tatsächlich in Natur und Technik existierenden Gase werden in der Physik als reale Gase bezeichnet.
Um die Zusammenhänge zwischen Temperatur, Druck und Volumen von Gasen in einfacher Weise mathematisch beschreiben zu können, wird in der Physik das Modell ideales Gas genutzt. Es ist wie jedes Modell eine Vereinfachung der Wirklichkeit. Trotzdem können viele reale Gase in guter Näherung mit dem Modell ideales Gas beschrieben werden.

* 28.02.1683 La Rochelle
† 18.10.1757 Schloss Bermondière

Er war ein vielseitiger französischer Naturforscher, der sich vor allem mit physikalischen und biologischen Problemen beschäftigte. Bekannt wurde er durch die von ihm geschaffene Temperaturskala, die Reaumur-Skala. Darüber hinaus war er Herausgeber einer Enzyklopädie und führte zahlreiche tier- und pflanzenphysiologische Arbeiten durch.

* 11.07.1711 Penau (Russland)
† 06.08.1753 St. Petersburg

Er war ein russischer Physiker deutscher Herkunft und Professor für Physik in St. Petersburg. Bekannt wurde er vor allem durch die von ihm entdeckte und nach ihm benannte richmannsche Mischungsregel zur Ermittlung der Mischungstemperatur von zwei Körpern.

Als Schmelzen bezeichnet man den Übergang vom festen in den flüssigen Aggregatzustand, als Erstarren den umgekehrten Übergang vom flüssigen in den festen Aggregatzustand. Dabei gilt:

• Schmelztemperatur und Erstarrungstemperatur sind gleich groß. Sie hängen vom jeweiligen Stoff und vom Druck ab.
• Schmelzwärme und Erstarrungswärme sind für einen bestimmten Stoff ebenfalls gleich groß.

Verbundene Gefäße sind Anordnungen von Gefäßen, die aus mehreren Teilen bestehen, wobei diese Teile miteinander verbunden sind. Die Flüssigkeit steht in allen Teilen des Gefäßes gleich hoch.
Beispiele für verbundene Gefäße sind Kaffeekannen mit Tülle, Gießkannen, Füllstandsmesser an Behältern, ein Wasserturm mit dem damit verbundenen Leitungssystem, eine Schlauchwaage oder eine Schleuse.

Das Volumen (der Rauminhalt) gibt an, wie viel Raum ein Körper einnimmt.

Spezielle Volumeneinheiten sind ein Barrel (1 barrel) und eine Bruttoregistertonne (1 BRT). Das Volumen kann berechnet, mit Messzylindern oder Durchflusszählern direkt gemessen oder experimentell ermittelt werden.

Unter einem waagerechten Wurf versteht man die Überlagerung (Superposition) einer gleichförmigen Bewegung mit der Anfangsgeschwindigkeit (Abwurfgeschwindigkeit) in horizontaler Richtung und des freien Falls senkrecht dazu.
Die beiden Teilbewegungen ergeben eine resultierende (zusammengesetzte) Bewegung. Für diese resultierende Bewegung können Wege und Geschwindigkeiten rechnerisch oder zeichnerisch ermittelt werden.
Dabei ist der vektorielle Charakter von Weg und Geschwindigkeit zu beachten.
Als Bahnkurve ergibt sich eine typische Wurfparabel (Bild 1).

In einem Wasserkraftwerk wird aus dem Primärenergieträger Wasser als Sekundärenergieträger elektrischer Strom gewonnen. Je nach Bauart unterscheidet man zwischen Laufwasserkraftwerken und Speicherkraftwerken. Spezielle Arten sind Pumpspeicherkraftwerke und Gezeitenkraftwerke.

Wirken zwei Körper aufeinander ein, so wirkt auf jeden der Körper eine Kraft. Die Kräfte sind gleich groß und entgegengesetzt gerichtet:

${\overrightarrow{F}}_1=-{\overrightarrow{F}}_2$

Dieses Gesetz wurde von dem berühmten englischen Naturforscher ISAAC NEWTON (1643-1727) entdeckt. Es wird auch als 3. newtonsches Gesetz oder 3. newtonsches Axiom bezeichnet. Entsprechend seinem Inhalt spricht man auch vom Gegenwirkungsprinzip, von „actio = reactio“ oder von „Kraft = Gegenkraft“.

In einem Weg-Zeit-Diagramm ist für die Bewegung eines Körpers der Zusammenhang zwischen dem von ihm zurückgelegten Weg s und der Zeit t dargestellt. Man bezeichnet ein solches Diagramm auch als s-t-Diagramm, t-s-Diagramm oder Zeit-Weg-Diagramm.
Die Graphen haben je nach der Art der Bewegung einen jeweils charakteristischen Verlauf. Der Anstieg eines Graphen ist gleich der Geschwindigkeit, wobei man aus dem Graphen sowohl eine Durchschnittsgeschwindigkeit als auch die Momentangeschwindigkeit zu einem bestimmten Zeitpunkt ermitteln kann.

Eine mechanische Welle ist die Ausbreitung einer mechanischen Schwingung im Raum. Allgemeiner gilt:

Eine Welle ist eine zeitlich und räumlich periodische Änderung physikalischer Größen.

Beispiele für mechanische Wellen sind Wasserwellen, Schallwellen oder Erdbebenwellen. Nach dem Verhältnis von Schwingungsrichtung der einzelnen Schwinger und Ausbreitungsrichtung unterscheidet man zwischen Längswellen (Longitudinalwellen) und Querwellen (Transversalwellen). Nach der Art ihrer Ausbreitung kann man zwischen linearen Wellen, Oberflächenwellen und räumlichen Wellen differenzieren.

Wellen breiten sich von einem Erreger aus in den Raum hinein aus. Man spricht deshalb manchmal auch von fortschreitenden Wellen. Werden sie an Hindernissen reflektiert, so können sich die hin- und rücklaufenden Wellen überlagern. Es kommt zur Ausbildung einer stehenden Welle, bei der sich Schwingungsknoten und Schwingungsbäuche stets an der gleichen Stellen befinden.

Das geozentrische Weltbild ist eine historisch überaus bedeutsame Auffassung vom Aufbau des Weltalls, die von dem griechischen Philosophen CLAUDIUS PTOLEMÄUS (ca. 100-ca. 170) begründet wurde und viele Jahrhunderte lang die herrschende Ansicht war.
Das heliozentrische Weltbild ist eine Auffassung vom Aufbau des Weltalls, die sich im 16. Jahrhundert herauszubilden begann. Entscheidenden Anteil daran hatte NIKOLAUS KOPERNIKUS (1473-1543), der dieses Weltbild in jahrzehntelanger Arbeit entwickelte. Weitere wichtige Beiträge zur Durchsetzung des heliozentrischen Weltbildes leisteten GALILEO GALILEI (1564-1642) und JOHANNES KEPLER (1571-1630).