Rubbel die Katz oder wie man Wasser biegt by Rooch Aeneas

Autor:Rooch, Aeneas [Rooch, Aeneas]
Die sprache: deu
Format: epub
Herausgeber: d-Heyne TB
veröffentlicht: 2016-12-05T23:00:00+00:00

Doppelt so warm ist halb so kalt?

Wieso sind 40 Grad nicht doppelt so warm wie 20 Grad?

Wenn Ihnen Freunde aus dem Urlaub eine Postkarte schicken und schreiben, bei ihnen sei es gerade doppelt so warm wie zu Hause, sollten Sie nicht neidisch sein, sondern Mitleid haben: Ihre armen Freunde sind offenbar verbrannt. Allerdings, und das sollten Sie ihnen hoch anrechnen, haben Sie es noch geschafft, Ihnen dabei ein paar Zeilen zu schreiben.

Das Experiment: Fällt heute leider aus.

Was hier vor sich geht: 40 Grad sind nicht doppelt so warm wie 20 Grad. Halten Sie mich bitte nicht für verschroben, zumindest nicht für zu sehr, aber so verwunderlich es auch klingt – es stimmt. Mit Temperaturen rechnet es sich anders, auf eine ganz ungewohnte Art und Weise: Doppelt so warm wie 20 Grad Celsius sind 313,15 Grad Celsius. Ein passendes Experiment, anhand dessen Sie diese absurde Behauptung nachvollziehen können, kann ich Ihnen leider nicht bieten, denn was dahintersteckt, ist Hardcore-Physik und hat mit so extremen Situationen zu tun, dass wir ihnen im Alltag schlicht nicht begegnen. Sie müssen es mir einfach glauben.

Wenn wir uns über Temperaturen unterhalten, benutzen wir die Einheit Grad Celsius, eine überaus praktische Skala. Schließlich spielt sich das meiste, was wir im Leben erfahren, irgendwo zwischen eiskalt und kochend heiß ab, zwischen –30 Grad im harten Winter und 300 Grad beim Pizzabacken im Ofen, und all das wird durch die Celsius-Skala abgedeckt, ohne dass wir mit gigantischen Zahlen hantieren müssen. Allerdings ist die Celsius-Skala für die Frage, wie warm »doppelt so warm« ist, nicht geeignet.

Das liegt nicht so sehr an der Celsius-Skala wie an der Frage. Sie wirkt unscheinbar, beinhaltet aber eine Grundfrage der Physik. Wenn man herausfinden will, wie warm »doppelt so warm« ist, muss man erst einmal wissen, was »warm« überhaupt bedeutet. Das heißt, man muss die Frage beantworten: Was ist Temperatur? Spätestens wenn Sie sich vor Augen führen, wie unterschiedlich Menschen Hitze oder Kälte empfinden, ahnen Sie, dass Physiker, wenn sie sich über Temperatur unterhalten und sie untersuchen wollen, eine Definition brauchen, die nichts mit Schwitzen und Schlottern zu tun hat, sondern die einheitlich und objektiv ist. Die gute Nachricht ist: Sie haben eine gefunden. Die schlechte Nachricht ist: Im Alltag ist sie völlig unbrauchbar.

In der Physik ist die Temperatur eines Stoffes im Wesentlichen die Bewegung seiner Teilchen (genauer gesagt: ihre mittlere kinetische Energie). Je mehr die Atome in einem Stoff in Bewegung sind, desto heißer ist er, und je weniger sich die Atome bewegen, desto kälter. So weit, so gut.

Nun ist allerdings noch die Frage, welche Zahl man an eine Temperatur beziehungsweise an eine Teilchenbewegung schreibt. Wann hat eine Temperatur den Wert 20? Wann 200? Und wann 2000? Dazu haben sich die Physiker Folgendes überlegt: Temperatur ist Teilchenbewegung, und Teilchenbewegung hat eine Untergrenze. Irgendwann stehen die Moleküle theoretisch völlig still – weniger Bewegung ist nicht möglich –, und dieser Zustand markiert für Physiker den absoluten Nullpunkt, von dem aus sie Temperaturen messen. Das ist ein plausibler und geeigneter Referenzpunkt. Er liegt bei –273,15 Grad Celsius.

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