Kurzübersicht

»Energie und Entropie sind die großen Begriffe, die alle Naturvorgänge beherrschen und darum in den Naturwissenschaften ebenso wie in der Technik eine tragende Rolle spielen.« [Falk/Ruppel 1976, Kurzbeschreibung Buchrückseite]

Die „Entropie“ ist eine physikalische Größe ersten Ranges. Ihre Definition weicht jedoch radikal von dem zu erwartenden Schema ab: Anstatt den Quantencharakter der mengenartigen Entropie in den Mittelpunkt zu stellen und sie konsequenterweise nach der Anzahl enthaltener Quanten zu bemessen, geht es ausschließlich um ihre Verträglichkeit mit dem „Zweiten Hauptsatz“. Diese Ausnahmesituation beruht auf einem radikalen Miss­verständnis über das Wesen der Wärmelehre.

logo_131x163An sich entstand mit der Wärmelehre eine neue Art der Naturbetrachtung. Diese sollte sich jedoch erst durch die Entwicklung der Quantentheorie vollends entfalten: Nicht mehr die „Bewegungen“ eines Systems stehen im Mittelpunkt, sondern die Vielfalt seiner Zustände.

Doch obwohl (oder vielleicht gerade weil) die Wärmelehre ihrer Zeit damit weit voraus war, vermochten ihre Väter sich vom prozesshaften Denken der Mechanik – der damaligen Königsdisziplin der Physik – nicht zu lösen. Dies brachte es mit sich, dass folgende elementare Sachverhalte unerkannt und damit unaufgeklärt blieben:

  • Eine universelle Defintion der Entropie als durch die Gastemperatur reduzierte „Wärme“ ist zum Scheitern verurteilt, weil dafür unnötige, fragwürdige und unsinnige Annahmen in die Schlussfolgerungen einfließen.
  • Der „Zweite Hauptsatz“ ist ohne Beweiskraft zugunsten einer universellen Definition der Entropie, weil er sich als Aussage über eine Kette von Gleichgewichtszuständen nicht durch Gewissheiten über natürliche Ausgleichsvorgänge bewahrheiten lässt.

Stellt man sich der Herausforderung, die Entropie – im Einklang mit einem zentralen Aspekt physikalischer Mengengrößen – nach ihren Quanten bemessen zu wollen, so eröffnen sich neue Perspektiven für die Physik, mit denkbaren Folgen auch für die Energietechnik.

So können schließlich auch zwei lose Enden zusammengeführt werden, von denen eines der Quantentheorie und eines der Wärmelehre entspringt:

  • Die Quantentheorie kennt Photonen. Die mit ihnen verbundene Lichtmenge wird in der universellen Energiebilanz der Wärmelehre jedoch nicht berücksichtigt, obwohl Plancks Quantenthese von 1900 auf die Lichtmenge zielte (und nicht etwa – wie durchweg eher hilflos assoziiert wird – auf die Energiemenge) und sie damit in den Rang einer elementaren physikalischen Größe mit selbständig zu definierender Einheit hob.
  • Die Wärmelehre gründet auf der Entropiemenge, deren Änderungen sich in ihrer universellen Energiebilanz als „Wärme“ niederschlägt. Nach den Quanten der Entropie wurde jedoch niemals gefragt, obwohl thermisches Gleichgewicht, Entropieproduktion und nicht zuletzt die Wärmestrahlung auf dieser Basis eine allgemeingültige Erklärung finden könnten.

Die zentrale These des Buches, dass Entropie quantisiert sein müsse, wird durch die Annahme konkretisiert, dass die Quanten der Entropie mit denen der Lichtmenge identisch sind:

„Entropie = Licht“
Entropiemenge = Lichtmenge

So beruht der anerkanntermaßen universelle Charakter der Wärmelehre offenbar darauf, dass in unserer unmittelbaren Wahrnehmung nichts ohne die Austauschbosonen der elektromagnetischen Wechselwirkung und damit nichts ohne die Quanten der Entropie geschieht.

Daraus erwachsen insbesondere folgende Aufgaben für die Hüterinnen und Hüter physikalischer Größen und Einheiten (vgl. mein Handbuch zur Einheit der Entropie):

  1. Die Basis-Einheit der Entropie bzw. ihre Quantennormaldichte ist zu definieren.
  2. Die Einheit des thermischen Potentials ist zu benennen, wobei seine Dimension nunmehr festliegt.
  3. Verfahren zur Bestimmung einer Lichtgaskonstanten sind zu entwickeln, um die Temperaturfunktionen von Licht- und Stoffgas einander anzugleichen und eine präzise Bestimmung der boltzmannschen Konstanten zu erreichen.
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