Friede, Freude, Eierkuchen und KIWI

[Aragon]

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[aths]

Aragon,

obwohl meine beiden Eltern Diplom-Physiker sind, brauchte ich Jahre, um mit dem Entropie-Begriff einigermaßen firm zu werden. Man kann - so überheblich, ja arrogant das klingt - von Otto Normalbürger nicht erwarten, gleich den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik zu verstehen.

Allerdings darf man sehr wohl erwarten, dass die Diskussionsbeteiligten bereit sind, sich wissenschaftliche Erkenntnisse anzueignen und diese nicht mit "Ach, das ändert sich ja eh ständig" abzutun.

Von "digitaler" Entropie höre ich übrigens zum ersten male. Da die Welt gequantelt ist, könnte man überlegen inwieweit das Sinn macht, aber imo reicht für den Alltag eine analoge Betrachtung aus.

Ich kenne (kannte) einen Kreationisten über ein Netz, und einen weiteren persönlich. Wie z.B. die C14-Methode unglaubwürdig gemacht werden soll, ist schlichtweg lächerlich. Da hilft auch kein diskutieren - seitdem mir jemand weis machen wollte, Null Komma Drei Periode sei nicht ein Drittel, da man nicht unendlich viele Dreien aufschreiben könne* :bonk: und er partout nicht einsah, dass die Periode ja gerade als "setzt sich bis in das Unendliche fort" definiert ist, habe ich eingesehen, dass ewiges Diskutieren nicht hilft.

* Ich wies nur nach, dass
   _
0,9 = 1 ist, weil
   _
0,3 * 3 = 1/3 * 3 = 3/3 = 1 ist.


BTW es ist doch immer wieder nett, zu lesen, wie unmöglich Leben enstanden sein kann :D Und Sätze wie "Es heißt doch, daß alles in der Evolution nützlich ist und einen logischen Zweck verfolgt, sonst würde es nicht entwickelt werden!" zeigen, dass derjenige die Evolutionstheorie nicht verstanden hat. Es wird eben kein Zweck "verfolgt", sondern eine gewisse Mutationsrate zugelassen. Unter schlechten Umweltbedingungen steigt diese Mutationsrate an, weil das sinnvoll ist: Nur so können sich neue Merkmale in der erforderlichen Geschwindigkeit ausbilden. Gezielt passiert da gar nix. Lebewesen, deren Mutationsrate generell zu gering oder zu hoch ist, sterben aus. Deshalb gibt es sie nicht mehr :)

Doch oftmals reicht die Mutationsrate nicht aus und die Art ist - logischerweise - dem Untergang geweiht: Welcher allmächtige Schöpfer würde denn Wesen erschaffen, die dann z.B. aufgrund zu schneller Klimawandel wieder aussterben?

[Aragon]

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[Braincatcher]

Originally posted by aths
[...]
* Ich wies nur nach, dass
   _
0,9 = 1 ist, weil
   _
0,3 * 3 = 1/3 * 3 = 3/3 = 1 ist.[...]




Hmm...das ist doch ne einfach Überlegung:
  
0,3 * 3 = 1/3 =3/3 =1

...0,3periode wird bei einer Bruchrechnung abgerundet, da die 2. Kommastelle 3 ist, ab 5 wird aufgerundet, daher 0,3periode=0,3
und..hmm... 0,3=3/10=1/3periode=1/3
1/3*3=3/3=1

Hihi, ich frage mich warum das so kompliziert sein sollte :)

[Aragon]

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[Braincatcher]

Hi Helmut,
ich sitz doch schon :D
Und wie kannst du es wagen mir eine 6 zu geben ;D

[Korak]

Originally posted by Braincatcher


Hmm...das ist doch ne einfach Überlegung:
  
0,3 * 3 = 1/3 =3/3 =1

...0,3periode wird bei einer Bruchrechnung abgerundet, da die 2. Kommastelle 3 ist, ab 5 wird aufgerundet, daher 0,3periode=0,3
und..hmm... 0,3=3/10=1/3periode=1/3
1/3*3=3/3=1

Hihi, ich frage mich warum das so kompliziert sein sollte :)

Seit wann wird denn beim Bruchrechnen gerundet wenn man fragen darf? :|

[Braincatcher]

Hmm, noch nie, nur ich wollte mich damit nicht tiefer befassen :D

[[EF]peppa]

Originally posted by Aragon
Zum Begriff 'Entropie':
Bereits erwähnt wurde die Formel, welche die Entropie (im thermischen Gleichgewicht) definiert:
S(E)= k * ln W
Dabei ist S(E) die Entropie eines bestimmten Systems mit der Energie E, k die Bolzmannkonstante und W die Anzahl Zustände, welche das System bei Energie E einnehmen kann. Nach dieser Definition ist die Entropie direkt abhängig von der Information, die ein System enthält. Denn wenn W die Anzahl möglicher Zustände ist, dann ist die Information definiert als die Anzahl Bit, die nötig sind, um einen dieser Zustände auszuwählen. Bei W=2^n sind das n Bit. Beispiel: In einem Atom können die Elektronen sich bekanntlich nur auf bestimmten Bahnen bewegen. Hat das Atom eine bestimmte Energie, so sind nur endlich viele Zustände möglich. Dennoch scheint mir die Definition eine Vereinfachung zu sein. Denn schon wenn ich nur zwei Atome habe, haben diese (meiner Ansicht nach) unendlich viele Möglichkeiten, die kinetische Energie untereinander aufzuteilen. Dann funktioniert die Definition bereits nicht mehr.
Die Definition der Entropie setzt also voraus, dass ein System bei vorgegebener Energie nur endlich viele Zustände einnehmen kann, dass also die Natur digital ist. Meiner Ansicht nach kann die Natur aber unendlich viele Zustände einnehmen (d. h. sie ist analog). Der Entropiebegriff wäre dann nicht völlig adäquat definiert. Dies könnte Auswirkungen haben, wenn wir den Begriff in extremen Situationen, wie z. B. schwarzen Löchern benützen.

Die Definition der Entropie führt noch auf andere Weise zu Verwirrung. Es kann nämlich der Zeitpfeil definiert werden als die Richtung, in die die Entropie zunimmt. Dies ist (nach obiger Definition) gleichbedeutend mit der Aussage, dass die Anzahl möglicher Zustände im Laufe der Zeit zunimmt. Und dies ist offensichtlich gegeben, solange das Universum sich ausdehnt. Sobald aber das Universum sich zusammenzieht, nimmt die Anzahl möglicher Zustände aber ab. Deshalb glaubte z. B. Stephen Hawking lange Zeit, wenn das Universum sich zusammenziehe, kehre auch der Zeitpfeil um. D. h. Hawking glaubte, im sich zusammenziehenden Universum wärmten sich die Teetassen auf und kaputtgeschlagene Vasen setzten sich wie durch Wunderhand wieder zusammen. Er erkannte natürlich selber, dass dies Unsinn ist.
Der Grund liegt darin, dass die obige Definition für Entropie nur gilt, solange das System im thermodynamischen Gleichgewicht ist (was im Gesamtuniversum gar nie der Fall ist). Thermodynamisches Gleichgewicht heisst: Alle Zustände, die von der Energie her überhaupt möglich sind, sind gleich wahrscheinlich. Das ist z. B. nicht der Fall, wenn ich eine sehr heisse Teetasse in einem kühlen Raum habe. Gleich nachdem ich die Tasse dort hinstelle, ist es sehr unwahrscheinlich, dass die Energie über das ganze Zimmer gleichmässig verteilt ist. Erst mit der Zeit kühlt sich der Tee ab und die möglichen Zustände werden gleich wahrscheinlich. Die obige Definition müsste also auch in diesem Sinne korrigiert werden. Vermutlich müsste man die möglichen Zustände nicht einfach nur zählen (und als Zahl W angeben), sondern nach Wahrscheinlichkeiten gewichten. Auch dies könnte wohl kaum digital geschehen.

Kontakt: Philipp Wehrli , zürich , sisu@bluewin.ch <mailto:sisu@bluewin.ch>

Ok, das ist ja alles irgendwie logisch. Trotzdem weis ich noch nicht ganz was Entropie bedeutet.

Jedanfalls glaube ich nicht das die Enregiezustaende endlich sind. Da mit erhoehter Genauigkeit immer noch eine Kommastelle hinzu kommen kann.
Folglich: Wuerde das digitale Erfassen doch einen Aliasing-Effekt hervorrufen?

mfg peppa

EDIT:
Gibt es auch eine Definition von Entropie in der der Begriff "Entropie" in der Definition selbst nicht verwendet wird?

[aths]

Originally posted by [EF]peppa
Ok, das ist ja alles irgendwie logisch. Trotzdem weis ich noch nicht ganz was Entropie bedeutet.Entropie ist der Grad der nutzlosen Energie. Dazu folgendes Beispiel:

Die Sonne strahlt auf die Erde. Diese heizt sich aber insgesamt gesehen nicht auf. Also muss ein gleicher Energie-Betrag wieder abgegeben werden. Sonnenergie wird auf der Erde aber in verschiedensten Formen genutzt.

Es wird im Endeffekt zwar die gleiche "Menge" an Energie wieder in den Weltraum abgegeben, aber in nutzloserer Form. Wie geht das? Angenommen zu hast eine Schale mit kaltem und heißem Wasser, welches durch eine Wand getrennt ist. Dank diesem "Gefälle" kannst du damit Arbeit verrichten. Nach dem vermischen enthält das Wasser genauso viel Energie wie vorher, diese liegt aber in nutzloser Form vor.

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, für Schüler: "Jede Energie-Umwandung ist mit Verlusten in Form von Wärme verbunden" und für den Wissenschaflter formuliert: "In einem geschlossenen System nimmt die Entropie zu."

Das Leben erfordert organisierte Materie und Energiegefälle aufrecht zu erhalten - ein Kampf gegen die Entropie in der Zelle bzw. im Körper. Die Physik wird dadurch aber nicht verletzt, denn jedes Leben sorgt in seinem Umfeld für starke Entropie-Zunahme.

[[EF]peppa]

Danke fuer die Antwort.
Diese wirft aber wieder neue Fragen auf.

Originally posted by aths
Angenommen zu hast eine Schale mit kaltem und heißem Wasser, welches durch eine Wand getrennt ist. Dank diesem "Gefälle" kannst du damit Arbeit verrichten. Nach dem vermischen enthält das Wasser genauso viel Energie wie vorher, diese liegt aber in nutzloser Form vor.

In diesem Fall kommt die Energie fuer die verrichtete Arbeit von der Erdbeschlaeunigung (g). Das Wasser ist nur Mittel zum Zweck. Da sehe ich wieder das Problem: Ab wann kann Energie als Entropie bezeichnet werden? Denn mit der enthaltenen Waermeenergie (Q) im Wasser koennte man noch einiges Anstellen.
Beispiel Auto: Die Verlustwaerme des Motors wird in das Kuehlsystem abgefuehrt. Ein Teil dieser "verlorenen" Energie wird aber verwendet um den Innenraum zu beheizen. Oder dies eine Moeglichkeit um die Entropie zu verringern?

Kann es sein dass du den Begriff "nutzlos" der Einfachheit halber gewaehlt hast?

Originally posted by aths
Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, für Schüler: "Jede Energie-Umwandung ist mit Verlusten in Form von Wärme verbunden" und für den Wissenschaflter formuliert: "In einem geschlossenen System nimmt die Entropie zu."

Wenn das Universum wirklich unendlich ist kann es kein geschlossenes System geben. Da der ausgleich der Energieen unendlich lange dauern wuerde.
Daher (gewagte Annahme*): Die Entropie wuerde nie zunehmen, es haette noch nie ein abgeschlossenes System existiert und es waere deshalb nie Entropie entstanden. -> Entropie gibt es nicht.

*Gewagte Annahme deshalb weil ich, wie immer, sicher was uebersehen habe oder irgendwas noch nicht kapiert habe. :)

mfg peppa

[aths]

peppa,

Entropie kann man nur verringern, wenn sie an anderer Stelle (um einen höheren "Betrag") erhöht wird. In einem geschlossenen System nimmt die Entropie (letztlich) immer zu.

Zum geschlossenen System - es reicht aus, wenn es "ziemlich" geschlossen ist. Die Erde unter Berücksichtung der Sonnenenergie ein- und abstrahlung ist schon ein ganz gutes geschlossenes System.

Wenn du mit Motorwärme den Innenraum heizt, nimmt die Entropie auch recht zu - immerhin gleichst du zwei Temperaturen an.

Räumst du dein Zimmer nicht auf, wird es "von alleine" möhlig. Um aufzuräumen brauchst du Energie, musst also Essen. Um etwas Ordnung ins Zimmer zu schaffen (die Entropie zu verringern) wird sie an anderer Stelle drastisch erhöht (siehe Entropiezunahme im Mülleimer, siehe das Vertilgen von Essen - Pflanzen und Tiere werden gekaut, verdaut und ausgeschieden -> Kot ist viel Entropiereicher als das Essen.)

Brichst du einen Holzstock entzwei, kannst du ihn nie wieder genau so zusammensetzen wie er vorher war. Hier nahm die Entropie ein für alle mal zu. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik bedingt also auch, dass es irreversible Prozesse gibt.

[Unregistered]

Jetzt hab ich es endgültig geschnallt.
Danke für die Mühe.

mfg peppa

P.S.: Ich sitz grad bei einem PC mit deutscher Tastatur. :)