In meinem letzten Beitrag „Definition von Temperatur“ [in deutscher Übersetzung hier] haben wir gesehen, dass Temperatur eine einfache Messgröße ist, die ohne Kontext kaum Aussagekraft hat. Bezieht man sich auf die Zustandsgröße eines Systems im Gleichgewicht oder die „thermodynamische Gleichgewichtstemperatur“, sollte man dies zur Klarstellung ausdrücklich angeben, da es viele Arten von Temperaturmessungen mit jeweils unterschiedliche Bedeutungen gibt. Die thermodynamische Gleichgewichtstemperatur wurde im vorherigen Beitrag definiert. Es gibt viele Definitionen von Temperatur; ich werde in diesem Beitrag und möglicherweise in nachfolgenden Beiträgen auf die gängigsten eingehen, die in der Physik und im Alltag verwendet werden. Die grundlegende Bedeutung der thermodynamischen Gleichgewichtstemperatur und der mit einem Thermometer gemessenen Temperatur unterscheiden sich stark voneinander und sollten nicht verwechselt werden.
Messung der kinetischen Temperatur
Während die thermodynamische Temperatur als Zustandsgröße eines Systems im Gleichgewicht proportional zur gesamten inneren Energie des Systems ist, ist die kinetische Temperatur die Temperatur, die proportional zur durchschnittlichen translatorischen kinetischen Energie im System ist. Sie kann mithilfe der thermischen Ausdehnung (Flüssigkeit in Glasthermometern), des elektrischen Widerstands (Thermistoren usw.) oder der Infrarotstrahlung (Pyrometer) gemessen werden. Herkömmliche Thermometer reagieren auf die gesamte innere Energie und nicht nur auf die translatorische kinetische Energie. In Gasen korrelieren sie mit der kinetischen Temperatur, in Feststoffen und Flüssigkeiten reagieren sie jedoch auf Schwingungsenergie, die nicht rein kinetischer Natur ist. Herkömmliche Thermometer messen die translatorische kinetische Energie nicht direkt (außer in Gasen); sie messen eine Materialeigenschaft, die unter bestimmten Bedingungen mit ihr korreliert (Reif, 2009).
Kinetische Temperatur in Gasen
Die kinetische Temperatur lässt sich in Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen messen. In Flüssigkeiten und Feststoffen wird der Zusammenhang zwischen kinetischer Energie und Temperatur jedoch komplizierter, da die Molekülbewegung durch Bindungen und intermolekulare Kräfte eingeschränkt wird. In Gasen ist der direkte Zusammenhang zwischen kinetischer Energie und Temperatur eindeutiger, daher beginnen wir dort.
Die Gleichung für ideale Gase lautet [Gleichung 1]: PV = N·kB·T
In dieser Gleichung steht P für den Druck, V für das Volumen, N für die Anzahl der Moleküle in dem betrachteten Volumen, kB für die Boltzmann-Konstante und T für die Temperatur. Teilt man nun beide Seiten durch das Volumen (V), so erhält man…
…Die kinetische Theorie als Version des Gesetzes für ideale Gase: [Eq. 2] P = n·kB·T
Nun ist „n“ die Zahlendichte, also die Anzahl der Moleküle pro Volumeneinheit. Schreibt man das ideale Gasgesetz wie in Gl. 2 auf, so zeigt sich, dass der Druck nur von der Zahlendichte (n) und der kinetischen Temperatur abhängt. Diese Beziehung gilt für Gase im lokalen thermodynamischen Gleichgewicht. Bei Gasen im Nichtgleichgewicht muss die Temperatur stattdessen aus Verteilung der Teilchengeschwindigkeit abgeleitet werden, nicht aus dem Druck.
In Festkörpern dominieren Schwingungs-Zustände. In den meisten Festkörpern sind die Atome in einem sich wiederholenden Gitter angeordnet und verhalten sich so, als wären sie durch winzige Federn miteinander verbunden. Wenn sie gemeinsam schwingen, erzeugen sie Wellen, die sich durch das Material ausbreiten. Die Bewegung nimmt zu, wenn sich der Festkörper erwärmt. In der Quantenmechanik treten diese Schwingungswellen in diskreten Energiepaketen auf, die als Phononen bezeichnet werden. Ein Phonon ist eine quantisierte Einheit schallähnlicher mechanischer Energie in einem Festkörper.
Sowohl in Feststoffen als auch in Flüssigkeiten macht der kinetische Anteil der Wärmeenergie oft weniger als die Hälfte der gesamten Wärmeenergie aus. Der größte Teil der Energie ist in intermolekularen Potentialmulden gespeichert. Intermolekulare Potentialmulden sind Energietäler, die durch Anziehungskräfte zwischen Molekülen entstehen. Das Tal wird je nach der dem System zugeführten Energie tiefer oder flacher. Die Moleküle von Flüssigkeiten und Feststoffen sind in diesen Mulden gefangen. Der größte Teil der thermischen Energie ist als Schwingungsenergie gespeichert, nicht nur als kinetische Energie. Die Temperatur des Festkörpers oder der Flüssigkeit gibt Auskunft darüber, wie stark die Moleküle innerhalb des Potenzials schwingen. Aus diesem Grund funktioniert die einfache Vorstellung „Temperatur – durchschnittliche kinetische Energie“ zwar gut für Gase, versagt jedoch bei kondensierten Phasen.
Die Tiefe der intermolekularen Potentialmulde bestimmt den Siedepunkt und den Schmelzpunkt des Stoffes. Sie legt auch die Oberflächenspannung und die Viskosität des Materials fest. Dieses Konzept ist nicht rein theoretisch, sondern erklärt alltägliche physikalische Eigenschaften.
Wenn man also versuchen würde, die Temperatur in kondensierten Phasen ausschließlich anhand der kinetischen Energie zu definieren, würde man manchmal einen falschen Wert erhalten. Die Temperatur ist nur bei idealen Gasen proportional zur mittleren kinetischen Energie. In noch komplexeren Situationen, wie beispielsweise bei Plasmen oder in der Astrophysik, wird die kinetische Temperatur aus der Doppler-Verbreiterung von Spektrallinien und Flugzeitmessungen abgeleitet.
Doppler-Verbreiterung
Atome, die sich auf einen zu bewegen, senden Licht aus, dessen Frequenz durch den Doppler-Effekt leicht nach oben verschoben ist. Atome, die sich von einem wegbewegen, senden Licht aus, dessen Frequenz leicht nach unten verschoben ist.
An dieser Stelle müssen wir die Maxwell-Boltzmann-Geschwindigkeitsverteilung („Maxwellsche Verteilung“) definieren. Sie gibt die Wahrscheinlichkeit an, mit der ein Gasmolekül eine bestimmte Geschwindigkeit aufweist. Bei jeder Temperatur bewegen sich einige Moleküle langsam, andere extrem schnell, und die meisten gruppieren sich um eine charakteristische Geschwindigkeit. Die Form der Verteilung hängt ausschließlich von der Temperatur und der Molekülmasse ab. Ist also die Masse bekannt, lässt sich die Temperatur aus der Verteilung bestimmen – allerdings nur, wenn die Atome oder Moleküle diese charakteristische Maxwellsche Verteilung aufweisen. Maxwellsche Verteilungen sind in Abbildung 1 für -100 °C, 20 °C und 600 °C dargestellt.
Abbildung 1. Maxwell’sche Verteilungen für eine Molmasse Sauerstoff bei -100 °C, 20 °C und 600 °C. Aus Wikimedia, von Superborsuk, CC BY-SA 3.0 http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/
Wenn die Atome eine Maxwell’sche Verteilung aufweisen, befinden sie sich wahrscheinlich im lokalen thermodynamischen Gleichgewicht (LTE), was jedoch nicht garantiert ist. Befindet sich ein Gas im LTE, sorgen Kollisionen für eine Maxwell’sche Verteilung. Die Sichtlinienkomponente dieser Verteilung ist Gauß-förmig, auch wenn die gesamte dreidimensionale Verteilung dies nicht ist. Da Dopplerverschiebungen linear von der Geschwindigkeit abhängen, ist auch das resultierende Spektrallinienprofil Gauß-förmig. Dies ist der Ursprung der thermischen Doppler-Verbreiterung. Die Breite der Gauß’schen Verteilung ist proportional zur kinetischen Temperatur, und in anisotropen Systemen hängt die Breite vom Betrachtungswinkel ab, wodurch richtungsabhängige Temperaturen gemessen werden können.
Laufzeit
Die Laufzeit ist die kinetische Temperatur in ihrer reinsten Form. Lässt man die Teilchen frei fliegen, lässt sich beobachten, wie lange sie benötigen, um den Detektor zu erreichen. Die schnelleren kommen zuerst an. Die Streuung der Ankunftszeiten gibt Aufschluss über die Geschwindigkeitsverteilung. Die Geschwindigkeitsverteilung wiederum liefert die Temperatur.
Bei Laufzeitmessungen wird die Zeit gemessen, die Moleküle benötigen, um einen Detektor zu erreichen, nachdem sie aus einem Plasma, einer kleinen Öffnung in einem Gasbehälter oder von einer Oberfläche desorbiert wurden. Moleküle oder Teilchen treffen zu unterschiedlichen Zeitpunkten ein und bilden eine Verteilung, die in ein Laufzeit-Geschwindigkeitsspektrum umgewandelt werden kann. Passt man diese Geschwindigkeitsverteilung an eine Maxwell’sche Verteilung an, lässt sich die kinetische Temperatur berechnen. Die Laufzeitmessung liefert die vollständige Geschwindigkeitsverteilung, nicht nur einen Mittelwert. In anisotropen Systemen können damit die verschiedenen Temperaturen in allen Richtungen gemessen werden. Sie eignet sich auch gut zur Bestimmung artspezifischer Temperaturen, beispielsweise der Elektronen-, Ionen- und Neutralteilchentemperaturen in Plasmen und Gasen.
Diskussion
Fast täglich sprechen wir über die Außen- und Innentemperatur sowie über unsere Körpertemperatur. Bei allen handelt es sich um kinetische Temperaturen, wie in diesem Beitrag erläutert, und bei allen können Probleme auftreten, insbesondere wenn man von einem stationären Zustand (LTE) ausgeht. Die Innentemperatur befindet sich meist nicht im stationären Zustand, da die meisten Häuser entweder beheizt oder klimatisiert sind. Die Außentemperatur ist es ganz sicher nicht, da sie lokal variiert, je nach Standort, je nachdem, auf welcher Seite der Wetterhütte sich die Sonne befindet und in welche Richtung der Wind weht. Unsere Körpertemperatur wird in der Regel gemessen, indem wir ein Thermometer in den Mund nehmen, wo Speichel und Körpergewebe unterschiedliche Temperaturen aufweisen. Die Beispiele lassen sich endlos fortsetzen.
Die kinetische Temperatur eines Systems ist praktisch, da es viele relativ einfache Möglichkeiten gibt, sie zu bestimmen und kein vollständiges Gleichgewicht des Systems erforderlich ist. Leider eignet sie sich als Temperaturmaß nicht immer (Bormashenko, 2020). Die im vorherigen Beitrag definierte thermodynamische Gleichgewichtstemperatur steht in keinem Zusammenhang mit der durchschnittlichen kinetischen Bewegung der Teilchen im System. Somit hat die sehr gebräuchliche kinetische Temperatur weder konzeptionell noch inhaltlich etwas mit der thermodynamischen Definition zu tun (Bormashenko, 2020).
Was ist Temperatur?
Bormashenko räumt in seinem Aufsatz „Was ist Temperatur?“ in Entropy ein:
„Die operationelle Definition von Temperatur lautet wie folgt: Temperatur ist das, was wir mit einem Thermometer messen.“ (Schröder, 2000)
Dies ist eine akzeptable und durchaus logische Alltagsdefinition; sie beschreibt zweifellos, wie der Begriff „Temperatur“ normalerweise verwendet wird. Gängige Thermometer reagieren auf Volumeneigenschaften (Ausdehnung, Widerstand, Strahlung), die mit der inneren Energie korrelieren. Bei Gasen korreliert dies direkt mit der translatorischen kinetischen Energie, bei Feststoffen und Flüssigkeiten stammt das Signal jedoch in erster Linie aus der Schwingungsenergie. Ich empfehle, dass der Autor in technischen Texten präziser sein und von „kinetischer Temperatur“ sprechen sollte, wenn er oder sie dies meint.
Bormashenko zeigt weiter auf, dass die kinetische Temperatur eine sehr enge Definition von Temperatur ist und nicht immer zutrifft. Das ist richtig, und ich führe in diesem Beitrag einige Probleme damit auf. Das bedeutet jedoch nicht, dass die in meinem vorherigen Beitrag diskutierte Definition der „thermodynamischen Gleichgewichtstemperatur“ eine angemessene Definition von „Temperatur“ ist oder dass die beiden Begriffe in irgendeiner Weise synonym sind. Das sind sie nicht, und eine solche Gleichsetzung ist unaufrichtig, weil der Leser von der kinetischen Temperatur ausgehen wird, also der Thermometertemperatur.
In der Twitter- (oder X-)Diskussion, auf die ich in meinem vorherigen Beitrag Bezug genommen habe (siehe den Link am Ende dieses Beitrags), wollten viele Kommentatoren die gängige Definition von „Temperatur“ dahingehend ändern, dass sie die sehr ungewöhnliche thermodynamische Gleichgewichtstemperatur bezeichnet, aber das ist Unsinn. Diese Temperatur kann nur in einem Labor verwendet werden, in dem es möglich ist, die innere Energie und die Entropie eines Systems, das sich im Gleichgewicht befinden muss, genau zu bestimmen. Dies ist eindeutig nicht die Thermometertemperatur, und es ist eine umständliche Definition. Niemand würde wissen, wovon man spricht, denn die thermodynamische Temperatur bedeutet etwas völlig anderes als die alltägliche Definition.
Zukunft
Die in meinem vorherigen Beitrag erörterte Anforderung an die thermodynamische Gleichgewichtstemperatur wird bei der kinetischen Temperatur gelockert, da diese kein Gleichgewicht voraussetzt, obwohl wir bei der Verwendung von Thermometern häufig von thermodynamischem Gleichgewicht (LTE) ausgehen. Um die Gleichgewichtsanforderung vollständig aufzuheben, müssen wir berücksichtigen, dass die Verteilung der Teilchengeschwindigkeit möglicherweise nicht Maxwell folgt und das System möglicherweise nicht isotrop ist. Es ist auch möglich, dass verschiedene Systemkomponenten unterschiedliche Temperaturen aufweisen; so kann beispielsweise ein poröses Gestein eine andere Temperatur haben als die durch es hindurchströmende Flüssigkeit. In manchen Systemen ist der Druck möglicherweise nicht isotrop. Unter diesen Umständen kann man die oben beschriebene kinetische Gleichung oft nicht anwenden, und die thermodynamische Gleichgewichtstemperatur kommt sicherlich nicht in Frage. Die Nicht-Gleichgewichtstemperatur wird im nächsten Beitrag behandelt.
Einige weitere Referenzen zum Thema Nicht-Gleichgewichtstemperatur werden hier angeführt und erörtert.
Den ursprünglichen X-Thread, mit dem alles begann, findet man hier.
Referenzen
Bormashenko, E. (2020). What Is Temperature? Modern Outlook on the Concept of Temperature. Entropy, 22(12). https://doi.org/10.3390/e22121366
Reif, F. (2009). Fundamentals of Statistical and Thermal Physics. Waveland Press, Inc.
Schroeder, D. V. (2000). Thermal Physics. San Francisco: Addison Wesley Longman.
Link: https://andymaypetrophysicist.com/2026/08/12/kinetic-temperature/
Übersetzt von Christian Freuer für das EIKE
Wir freuen uns über Ihren Kommentar, bitten aber folgende Regeln zu beachten:
- Bitte geben Sie Ihren Namen an (Benutzerprofil) - Kommentare "von anonym" werden gelöscht.
- Vermeiden Sie Allgemeinplätze, Beleidigungen oder Fäkal- Sprache, es sei denn, dass sie in einem notwendigen Zitat enthalten oder für die Anmerkung wichtig sind. Vermeiden Sie Schmähreden, andauernde Wiederholungen und jede Form von Mißachtung von Gegnern. Auch lange Präsentationen von Amateur-Theorien bitten wir zu vermeiden.
- Bleiben Sie beim Thema des zu kommentierenden Beitrags. Gehen Sie in Diskussionen mit Bloggern anderer Meinung auf deren Argumente ein und weichen Sie nicht durch Eröffnen laufend neuer Themen aus. Beschränken Sie sich auf eine zumutbare Anzahl von Kommentaren pro Zeit. Versuchte Majorisierung unseres Kommentarblogs, wie z.B. durch extrem häufiges Posten, permanente Wiederholungen etc. (Forentrolle) wird von uns mit Sperren beantwortet.
- Sie können anderer Meinung sein, aber vermeiden Sie persönliche Angriffe.
- Drohungen werden ernst genommen und ggf. an die Strafverfolgungsbehörden weitergegeben.
- Spam und Werbung sind im Kommentarbereich nicht erlaubt.
Diese Richtlinien sind sehr allgemein und können nicht jede mögliche Situation abdecken. Nehmen Sie deshalb bitte nicht an, dass das EIKE Management mit Ihnen übereinstimmt oder sonst Ihre Anmerkungen gutheißt. Wir behalten uns jederzeit das Recht vor, Anmerkungen zu filtern oder zu löschen oder zu bestreiten und dies ganz allein nach unserem Gutdünken. Wenn Sie finden, dass Ihre Anmerkung unpassend gefiltert wurde, schicken Sie uns bitte eine Mail über "Über Uns->Kontakt"Da stellt sich automatisch die Frage: Wenn man in dem beschriebenen im Labor verwendeten System die Temperatur mit einem Thermometer misst, wie unterscheidet das Ergebnis sich von der thermodynamischen Temperatur?
Mein ganz starker Verdacht lautet: gar nicht!
Das ist ja vor Allem auch eine Aufgabe für die Fachleute aus der Messtechnik.
Das sind zwei sehr berechtigte Fragen. Die Entropie S kann man, soweit ich das noch im Gedächtnis habe, gar nicht absolut messen, was allerdings auch nicht nötig ist, weil es nur auf die Änderung dS bei einer definierten Zustandsänderung ankommt. dS könnte man unter bestimmten Voraussetzungen dann berechnen.
Wenn man die innere Energie U durch Zufuhr von mechanischer Arbeit ändert, z.B. durch definierte Verschiebung eines Kolbens gegen einen bekannten Druck, ist auch dU eindeutig bestimmt.
Insoweit ist noch keine Temperaturmessung ins Spiel gekommen. Aber nun müsste gelten dU = T dS, wobei T mit einem Thermometer zu bestimmen wäre.
Wenn man hingegen U durch Zufuhr von Wärme ändert, setzt die Bestimmung von dU m.E. bereits die Kenntnis der Temperatur voraus. Man sieht: der Teufel steckt wie immer im Detail.
Ich denke, deshalb geht man in der Praxis anders vor: Man misst mit kalibrierten Thermometern und gestaltet den Versuchsaufbau so, dass man möglichst nahe an definierte Gleichgewichtszustände herankommt.
Zentral ist dabei das Kalorimeter. Es bestimmt die übertragene Energie aus der gemessenen Temperaturänderung und einer vorherigen Kalibrierung.
Man kennt also den „Wasserwert“, wie Herr Tengler sagen würde.
Die Entropie und ihre Änderung wird anschließend oft aus den kalorimetrisch bestimmten Energie- und Temperaturdaten berechnet, sie wird eher nicht direkt gemessen. Oft nur die Änderung wenn man S0 nicht kennt.
Ich könnte mir theoretisch ein Gerät vorstellen, das die Entropie durch Vergleich mit einem bekannten Referenzsystem bestimmt. In der Praxis kenne ich aber kein Entropiemessgerät, das man an die Probe hält und das anschließend einen Wert anzeigt. Aber vielleicht kennt Herr Tengler eines oder ein anderes Verfahren das wäre spannend.
In der Chemie greift man daher oft auf tabellierte Standardentropien zurück und rechnet. Aber auch diese Werte sind nicht einfach direkt gemessen worden: Sie wurden vor allem aus kalorimetrisch bestimmten Wärmekapazitäten und Phasenübergängen berechnet.
Deshalb würde ich Ihnen ebenfalls zustimmen: Was wir mit einem Thermometer messen, muss nicht automatisch die thermodynamische Gleichgewichtstemperatur des gesamten Systems sein, aber unterscheiden können wir es oft nicht.
Das hängt vom Versuchsaufbau und davon ab, ob Probe und Thermometer tatsächlich hinreichend nahe am thermischen Gleichgewicht sind.
Mit gut kalibrierten Thermometern und einem sauberen Messverfahren, wie Herr Tengler es sicher beschreiben würde, kommt man dieser Temperatur jedoch sehr nahe. Für praktische Zwecke behandeln wir den Messwert deshalb als Gleichgewichtstemperatur, natürlich innerhalb der Messunsicherheit und unter den festgelegten Messbedingungen.
Vielleicht könnte man es so zusammenfassen: nicht jede gemessene Temperatur ist eine thermodynamische Gleichgewichts-Temperatur. Aber jede thermodynamische Gleichgewichts-Temperatur muß sich durch Messung mit einem (kalibrierten) Thermometer anzeigen lassen.
Dem würde ich zustimmen, würde aber „muss“ durch „brauchen“ ersetzen.
Wir brauchen in Chemie, Physik, Verfahrenstechnik und Ingenieurwesen Verfahren, mit denen wir die thermodynamische Temperatur zumindest näherungsweise bestimmen können, sonst könnten wir einen großen Teil der Thermodynamik praktisch gar nicht anwenden.
Mit kalibrierten Thermometern, geeigneten Versuchsaufbauten und definierten Messverfahren gelingt das seit rund zwei Jahrhunderten mit hoher Genauigkeit.
Dabei ist klar, dass eine gemessene Temperatur nicht automatisch eine thermodynamische Gleichgewichtstemperatur ist (1. Semester Thermodynamik).
Unter geeigneten Gleichgewichtsbedingungen kann die so gemessene Temperatur der thermodynamischen Temperatur zugeordnet und anschließend als Zustandsgröße für weitere thermodynamische Berechnungen verwendet werden. Darauf beruhen unter anderem Kalorimetrie, Stoffdatenbestimmung und weite Teile der technischen Thermodynamik.
Der Artikel beginnt mit einer vernünftigen Feststellung: Eine beliebige Thermometeranzeige in einem Nichtgleichgewichtssystem ist nicht automatisch eine thermodynamische Gleichgewichtstemperatur.
Auch weist er richtig darauf hin, dass reale Thermometer nicht „Temperatur an sich“ messen, sondern temperaturabhängige Eigenschaften wie Ausdehnung, Widerstand oder Strahlung.
Danach scheint mir der Artikel auf dem Holzweg zu sein indem er eine prinzipielle Trennung zwischen „Thermometertemperatur“ und thermodynamischer Temperatur konstruiert. Das folgt daraus meines Erachtens nicht.
Insbesondere muss man keineswegs erst innere Energie und Entropie eines Systems messen, um seine thermodynamische Temperatur bestimmen zu können. Im Gegenteil: Die thermodynamische Definition der Temperatur über innere Energie und Entropie ist zunächst eine Definitionsgleichung und keine Messvorschrift.
In der experimentellen Praxis werden Temperatur, innere Energie und Entropie über geeignete Messverfahren und Zustandsänderungen bestimmt. Dabei spielt die Temperaturmessung selbst regelmäßig eine zentrale Rolle.
Die Behauptung, man müsse zunächst innere Energie und Entropie „genau bestimmen“, um daraus die thermodynamische Temperatur zu erhalten, kehrt daher die praktische Messtechnik gewissermaßen um.
Genauso sehe ich das auch.
Zum Stichwort „Definitionsgleichung“ (habe gerade wieder mal nachgelesen): dS = dQ/T ist die thermodynamische Definition der Entropie (S) nach Clausius. dQ ist dabei die reversibel zugeführte Wärme. Hier wird also sogar die Temperatur T als messbare Größe vorausgesetzt, um die Entropieänderung bestimmen zu können.
Genau das nutzt man im Prinzip auch im Kalorimeter, wenn man aus der zu- oder abgeführten Wärme und der gemessenen Temperatur die Entropieänderung berechnet.
Die „gute“ Kalibrierung eines Thermometers ist nicht das Problem (Eignung der Thermomter für eine Kalibrierung setze ich mal voraus …).
Was in Ihrer Betrachtung fehlt ist, dass diese Fühler, egal ob Glas oder elektrische Fühler. auch einen „Wasserwert“ haben oder sonstige „störende“ Eigenschaften wie z.B. Wärmeleitung im Anschlusskabel oder über die „Messtellengestaltung“.
Den gesuchten Effekt so zu „isolieren“, das man an das „Signal“ kommt, ist leider nicht trivial. Da kommen dann noch „Unwägbarkeiten“ wie Temperaturgradienten in der Anordnung (im „System…“), läßt man die „natürlich“ oder versucht die durch „Umwälzung“ zu verringern, wobei diese Umwälung auch immer „Energiezufuhr“ mit den entsprechenden Folgen ist (da habe ich jahrzehntelang „ordentlich Staub gewischt“ und kann den Blödsinn leicht erkennen, der da viel zu oft betrieben wird…..).
Tja, und dann kommen noch die Fehlerbetrachtungen, die ja die „moderne Klimaunwissenschaft“ sehr gerne ausblendet, weil das „Publikum“ mittlerweile so sehr verblödet wurde, dass das kaum jemanden auffällt, ….. wie man auch hier im Faden exemplarisch erkennen kann.
Ist leider so, Herr „Heß“ …..
Die Frage ist doch schlichtweg kommen sie mit ihrer Messtechnik und ihren Versuchsaufbauten der thermodynamischen Temperatur nahe oder nicht?
Im „statischen Zustand“ zu jeder Zeit!!! ;-)))) …
SIE reiten leider aus völliger Arglosigkeit /totaler Ungebildetheit bezüglich des Themas ein totes MSM-Pferd!
Was genau meinen Sie mit „statischem Zustand“ bei Ihren Sensoren bzw. Thermometern?
Thermodynamisches Gleichgewicht oder lediglich einen zeitlich stationären Zustand? Und über welche Zeitskala muss dieser Zustand bestehen, damit Sie von einer gültigen Temperaturmessung sprechen?
Sie müssen sich mal entscheiden, an was SIE überhaupt denken, meine Vermutung ist bei Ihnen enweder die völlige Ahnungslosigkeit oder die bewußte Provokation, aber ich versuche es mal, auch für andere Mitleser:
Also, was soll Ihr ständiges Gesülz um eine „gültige“ Temperaturmessung???
Machen Sie eigene Experimente, danach erkennen Sie vielleicht, welchen Schwachsinn Sie hier betreiben.
Danke für ihre Einschätzung.
Ich entnehme Ihren Ausführungen, dass man mit geeigneter moderner Messtechnik Temperaturen messen kann, die der thermodynamischen Gleichgewichtstemperatur unter geeigneten Messbedingungen hinreichend nahekommen, sodass man sie innerhalb der jeweiligen Messunsicherheit als Näherung dafür verwenden kann.
Herr „Heß“, tut mir sehr leid, aber Sie scheinen selbst so überaus ahnungslos zu sein, dass Sie selbst nicht wissen, was SIE unter der „Thermodynamischen Gleichgewichtstemperatur“ verstehen sollten, wollen, …. oder was auch immer Sie mit der Debatte hier bezwecken.
Ich habe mal versucht, durch Kuhkeln dahinter zu kommen, da kommt leider nix passendes ….
Es läuft immer auf „Konstrukte“ hinaus, die dann in der Realität nicht anzutreffen sind ….
Veralbern kann ich mich auch selbst ….
was haben sie denn gegoogelt: In der technischen Thermodynamik behandelt man einen korrekt gemessenen Temperaturwert unter geeigneten Bedingungen als hinreichende Näherung der thermodynamischen Temperatur. Sonst könnte man ihn gar nicht sinnvoll in Zustandsgleichungen, Stoffwertbeziehungen, Enthalpie- oder Wärmeübertragungsrechnungen einsetzen.
Natürlich ist das vollständige thermodynamische Gleichgewicht ein Idealzustand. Aber daraus zu machen, die Gleichgewichtstemperatur sei ein realitätsfernes „Konstrukt“, geht am Ingenieurwesen ziemlich weit vorbei. Entscheidend ist, wie gut die Messung diesen Wert approximiert, nicht ob das Ideal mathematisch perfekt erreicht wird.
Und??? Dafür brauchen SIE tagelange Debatten??? Kaum zu glauben ….
Das war ihre vage Aussage.
Kommt da nach Ihrem dauerden Eunuchen-Pfaffengeschwätz noch sowas wie eine Entschuldigung???
Ulrich Tengler Antwort auf Ulrich Tengler 25. August 2026 23:20
Ohh, Selbstkritik? Ein erster Schritt zur Besserung und nach den permanenten Beschimpfungen anderer echt angebracht …
Ich „chatte“ nicht mit Ihnen, nicht geschnallt??? 😉 , also machen Sie ganz einfach den „Nuhr“ …..
Was muß man vor solchen sinnarmen Äußerungen geraucht oder anderweitig „absorbiert“ haben???
Praktische Meß-Erfahrungen hat ein „Heß“ wohl überhaupt nicht!
(Egal, ob Temperatur oder P….länge („rasiert“ optisch immer länger…. 😉 …)).
Mit Ihren Worten können Sie vielleicht „trauernde Witwen“ trösten, aber in der realen Technik zählt so etwas leider nicht.
Wie will ein „Heß“ entscheiden, wie „gut“ ein Meßwert irgendetwas „approximiert“??? Glaskugel „Heß“? Irgendwelche Nachweise von einschlägigem „Erfolg“???
Welche eigenen richtigen Erfahrungen könnten Sie einbringen???
Außer „fachlich angehauchtem“ BLA-BLA (natürlich pc…) wohl nix. DAS ist der traurige Sachstand.
Fazit: Vom Tempraturmessen haben Sie weniger Ahnung als eine 747 vom Himbeerenernten ….
…. bis demnächst, Herr „Heß“ 😉 ….., und immer schön „frölich“ bleiben …
Zum Thema Temperatur,
gemessen am Fenster 15 Grad C. Laut Internet 20 Grad C fur die gleiche Zeit und den Ort angegeben.
Wer hat recht?
Auf das, was der Laie am Fenster misst, würde ich nicht unbedingt viel geben. Das muss man sich genauer anschauen.
Herr Mechtel, habe eine perfekte nord-süd Ausrichtung und häufig 10 Grad Differenz zwischen Hauseingang und Terrasse. Die ist nun mal da. Da ist die Temperatur im Internet der Schwachsinn, nicht umgedreht.
Es mag sein dass die selbst gemessene äußere Einflüsse beinhaltet, z.B. zu nahe am Fenster und Einfluss vom Gebäude (hab ich persönlich versucht zu minimieren), und ist nicht repräsentativ für das andere Ende der Stadt, aber gemessen ist richtig, Angaben im Internet grobe Schätzung, die mit der konkreten Temperatur vor Ort nichts zu tun hat.
Damit wären wir bei Mittelwert. Geht auf mein Grundstück nicht, in der Stadt nicht, auf der Erde erst recht nicht.
Naja, kommt darauf an. An dem Messort, auf den sie sich bezieht, kann sie ja stimmen. Entscheidend ist aber auch, ob es sich um eine Messung oder eine Prognose handelt.
Was die Messung am Fenster betrifft, haben Sie zwei mögliche Schwachpunkte ja genannt, die sehe ich auch.
BLA, BLA, BLA ….., solcher Quatsch kommt auch jeden Sonntag in der Kirche von der Kanzel …..
Ist das Problem mit der im Internet angezeigten Temperatur nicht, das sie eher als Grundlage für eine „Mitteltemperatur“ genommen wird, als die echte Temperatur?
Gehe davon aus, dass die Internet-Temperatur die Prognose für die Gegend für einen bestimmten Zeitraum ist. Wenn sie gemessen ist, dann ist es die Temperatur am Ort des Messens, nicht in meinem Garten.
Ich informiere mich über die Temperatur nie am Handy, sondern an beiden Anzeigen bei mir. Da ist mir häufiger aufgefallen, dass es unter bestimmten Bedingungen ein sehr schnellen Abfall gibt. Das ist mir am Handy nie aufgefallen, manchmal werde ich ja gezwungen, die Anzeige zu sehen. Wenn die App mit dem Messystem verbunden ist, müsste es manchmal auch der Fall sein. Es scheint eher, die „befohlene“ Temperatur des Anbieters der Daten zu sein. Zumal es verschiedene gibt, und wenn man sich die Mühe macht, mehrere Prognosen für heute zu lesen, stellt man fest, man hat für 15 Uhr (jetzt) verschiedene Angebote…
Da glaube ich eher meinem Thermometer. Und lach mich tot über die internetgesteuerte Jugend die meint, „wieso 20 Grad, mein Handy zeigt doch 15 an?“. Zu blöd zwischen konkrete Messung und Vorhersage zu unterscheiden….
Für diesen Beitrag alle Daumen hoch!!! 😉 …
Datenflut und „ständige Abrufbarkeit“ hat nix mit Richtigkeit zu tun.
Woher aber soll das das zielgerichtet verblödete deutsche Rest – „Publikum“ wissen.
Bei denen brennt auch das Nudelwasser an ….
Laie?
Was meinen sie? Können sie kein Fieberthermometer ablesen? Das Aussentheremometer? Muss man da Experte für sein?
Was meinen sie?
Ihre Frage erstaunt mich. Ja, man kann sogar beim Ablesen eines Thermometers Fehler machen. Ich sage nur: Parallaxenfehler. Und noch mehr bei der Aufstellung und sogar bereits bei der Auswahl des Gerätes. Schon der Volksmund weiß: Wer misst, misst Mist.
Na, schnell mal „gekuhkelt“ mangels eigenem Wissens, Herr „Mechtel“??? 😉 …
Parallaxenfehler spielen bei Kalibrierungen oder auch Wetterdaten eine Rolle, beim gewöhnlichen Aussenthermometer mit 1 – 2 K zulässiger Sowieso-Toleranz im Hausgebrauch eher nicht, und ein Glas-Fieberthermometer ist optisch so konstruiert, dass eine Ablesung nur aus dem halbwegs richtigen Betrachtungswinkel möglich ist, bei der ungeübten „gewöhnlichen Hausfrau“ max. ± 1 Skalenteil bei 0,1 K Teilung, was für den Messzweck seit weit über 150 Jahren meist reicht, gelle … 😉 ….
Danke Herr Tengler für die Fehlerangabe. Ich wusste 5 K kann es nicht sein!
Herr Georgiev hat auch eine interessante Theorie der Diskrepanz:
Kann sein vielleicht?
Sie sind erstaunt? Ich auch! Sind wir dann schon zwei die kein Fieberthermometer ablesen sollten?
Laien, solche Laien?
Nur so als Laie, wie hoch schätzen sie den Parallaxenfehler für ein Aussenthermometer ein?
Wir wohl nix kommen, vom Herrn Mechtel … 😉 ….
Falls Sie noch ein „Analoges“ Außenthermometer haben:
Augenhöhe auf Fadenende und erst mal seitlich „einrichten“, weil die Anzeigekapillare prismatisch ist („lange Vergrößerungslinse“, um den Faden optisch zu vergrößern). Wenn das Band an breitesteten ist, mal den Kopf soweit hoch und runter, bis jeweils die Anzeige undeutlich wird, dabei auf die Skale peilen und Min und Max merken. Auch da liegt der mögliche Ablesefehler bei ungefähr einem Skalenteil, hier also um die 1 K. Diesen Fehler erreicht man allerdings nur unter Drogen 😉 …
Naja, damit scheint Herr „Mechtel“ ganz offensichtlich schon total überfordert zu sein 😉 …
Wobei: Bei den „Dermetern“ aus dem „Dicken Tal“ kriegt er vielleicht die Ablesung geradeso hin:
Aber bei Anzeige von „36 geteilt duch 7“ braucht er einen Taschenrechner, weil: Den Rechenschieber hat der nicht mal in einem Museum gesehen ….. 😉 .
*** Gähn ***
Das Thermometer am Fenster natürlich, auch wenn es im Rahmen der Messunsicherheiten und Umgebungsbedingungen „nur“ die eigene Temperatur anzeigt 😉 .
Die Internetdaten sind „homogenisiert“ oder sonstwie verfälscht, wird hier ja immer wieder thematisiert.
Die Internetdaten, meist ist die Händianzeige der Lufttemperatur gemeint, sind Modelldaten. Und zwar Rasterdaten aus Vorhersagemodellen. Da fließen zwar aktuelle Beobachtungen ein, aber je nach Vorhersagemodell kommt ein mehr oder weniger zutreffender Wert dabei raus. Mit gemessener Temperatur haben die Händianzeigen nichts zu tun.
Schlimmm genug!!! Aber wir haben eine DWD-Station am Ortsrand, da sollten doch realistische Werte für den Ort kommen, oder???
Ist wohl alles staatlich gewollte Verarsche zur Stützung des Klimaschwindel-Narrativs.
Was haben die „Altvorderen“ nur ohne den Modellquatsch gemacht? Seit „Kachelmann“ hatte man das Gefühl zutreffenderer Vorhersagen, das habe ich schon lange nicht mehr.
Kurz vor 19:30 kommt am Ende des „Thüringenjournals“ eine Wettervorhersage für Thüringen. Dann kommt am Ende von „MDR AKTUELL“ ca. 19:45 die Vorhersage für das gesamte Sendegbiet, da kommen für Thüringen oft völlig andere Vohersagewerte. Verheddern sich die „Meteorologen“ im eigenen Datenmüll???
Modelldaten?
Modelldaten!
Modelldaten, habe ich das schon mal gehört?
Vielleicht flächengewichtet? Aber dann messbar falsch?
;-)))))))) ….., aber ob die „Heinemänner“ und „Mechtels“ ff. diesen Humor verstehen können, … wohl eher nicht 😉 …
Da die Heizung im August anging, glaube ich, war die lokale Temperatur korrekt gemessen und die im Internet „gewollt“…
So wird es wohl sein, wir hatten gestern früh draußen 3°C ….
Der Physiker Edward Bormashenko erinnerte also jüngst an eine fundamentale Wahrheit:
„Temperatur ist das, was wir mit einem Thermometer messen.“
Doch als kritischer Geist muss man das sofort konkretisieren:
Gemessen wird dabei immer nur die Temperatur des Thermometers selbst.
Erst wenn das Messgerät und die Umwelt im Gleichgewicht sind, zeigt es die Realität an. Wenn man das Thermometer allerdings auf eine heiße Herdplatte legt, misst es nicht das Raumklima, sondern seine eigene Überhitzung.
Dieses physikalische Phänomen ist die perfekte Metapher für unseren modernen Staat und seine Institutionen:
Wenn die Ministerien in Berlin heute die „Bürgernähe“ messen, den „Bürokratieindex“ senken oder die „Akzeptanz der Energiewende“ ermitteln wollen, bauen sie gigantische eigene Messapparate. Doch diese staatlichen Studien, Berichte und Umfragen messen niemals die reale Temperatur der Bevölkerung da draußen. Sie messen ausschließlich sich selbst.
Das System ist so mit sich selbst beschäftigt, dass das Messwerkzeug die Realität komplett verzerrt.
Wenn man ein bürokratisches Thermometer in die Wirtschaft steckt, zeigt es am Ende nur an, wie heiß gelaufen die Verwaltung ist – während der Patient (der Mittelstand) daneben unbemerkt erfriert.
Die Regierung hat das Fieber der Nation vollkommen im Griff. Wir müssen das Thermometer einfach so lange schütteln, bis die Temperatur der Realität zu unseren Statistiken passt! Oder?
…. wenn man das Bild mit den Thermometern am Anfang betrachtet, gibt es vermutlich auch noch eine horizontale und eine vertikale Temperatur.
Und wenn man die 5 Temperaturen richtig mittelt bekommt man eine globale Flächentemperatur im Mikrokosmos in senkrechter Ebene.
Ganz schön verführerisch und anregend das Bild!
(Bitte nicht als Angriff oder Abwertung des interessanten Artikels verstehen!)
„Die Temperatur kennzeichnet die mittlere kinetische Enrgie der Teilchen eines Stoffes“
SO war das 1967 in Physik 6. Klasse der POS in der DDR definiert und hat sich seitdem bei mir eingebrannt, …. obwohl in dieser Zeit nicht zu erahnen war, dass ich beruflich mal damit mein Leben verbringe …. 😉 …
Das Bild ist hier bei Eike wohl schon öfter verwendet worden…., leider habe ich es „seinerzeit“ aus dem Kontext der Verwendung nicht weiter beachtet….
Die Ausführungsform der abgebildeten Thermometer kommt mir sehr bekannt vor aus meiner Zeit im Thermometerwerk Geraberg (Konstruktion, Skalierung und Schriftarten der Skalierung bis hin zur handschriftlichen Nummerierung…). Ein Bild von der Rückseite dieser Thermometer könnte Bestätigung bringen …
Allerdings ist auch für mich die Kombination und die Anordnung der verschiedenen Thermometer wie für den Herrn Puschner nicht so recht nachvollziehbar:
Es gibt zwei Minimum-Thermometer (warum?):
Solche Bilder hat EIKE ganz einfach nicht nötig, weil es (Fach)-Leute gibt, die man vorher fragen könnte, bevor man sich blamiert ….
Ich hoffe, dass der Herr Freuer sich dazu zeitnah positioniert ….., falls es fachliche Nachfragen zur Bild-Interpretation gibt, der Admin kann mich erreichen ….
Das untere ist das sog. „Erdboden-Minimum“. Das wurde tagsüber in der Hütte gelagert und abends in die Halterung 5 cm über dem „Erdbodenmeßfeld“ ausgelegt. Bis zum Frühtermin.
Bei den beiden hinteren Thermometern (trocken & feucht) ist unten noch eine Zwangsbelüftung dran, der sogenannte Aspirator. Das Gesamtkunstwerk ist ein Asprationspsychrometer nach ASSMANN.
Nicht auf dem Foto: Thermograph und Hygrograph.
Das war genau in dieser Anordnung die Standard-Hütteneinrichtung bei allen deutschen Wetterdiensten bis in in die 1990er Jahre.
Ergänzung: Wahrscheinlich eine DWD-Hütte. Auf den Extrem-Thermometern des MD stand nicht „Maximum“ und „Minimum“. Das erkannte der Beobachter auch ohne Beschriftung 😉
Die „Assmänner“, die ich kenne und von denen ich noch eines habe (Bauart „Rössel“), sind wesentlich kompakter und in einem gemeinsamen verchromten Messing-Gehäuse mit polierter Oberfläche zusammengefasst, inkl. Lüfter, Batteriefach und Netzteil. Die Ansaugkanäle für die Luft sind identisch und die Thermometer über die gesamte Länge thermisch kurzgeschlossen bzw. durch polierte Flächen abgeschirmt. Es gibt auch eine verschiebbare Ableselupe an diesem Gerät.
Die alte Wetterhütte der örtlichen Station hatte neben Thermo- und Hydrographen auch noch einen Barographen. Und weil der „Beobachter“ (Bahnhofsvorsteher, der neben dem Bahnhof auch gewohnt hat….) sich für noch mehr Wetter-Daten interessiert hatte, hatte der auch noch ein Erdmessfeld mit gewinkelten Glasthermometern mir mehreren Eintauchtiefen. Bei denen gab es immer „größeren Verschleiß“, aber ich saß ja an der Quelle 😉 . Da gab es immer mal Thermometer, die messstechnisch in Ordnung waren, aber für die Messung unbedeutende optische Fehler hatten und offiziell „Ausfall“ waren. Die sind auch meist nicht verschrottet worden, sondern für „solche Zwecke“ aufgehoben.
Es gab zu dieser Zeit auch noch jede Menge ehrenamtliche Wetter- und Naturbeobachter im Kollegenkreis, die dann auch mit meteorologischen „Ausfall“-Thermometern aller Art „versorgt“ worden sind.
Sie meinen so’n Ding? Das ist ein „Hand-Assmann“ für den Einsatz außerhalb der Thermometerhütte, z.b. bei Geländeeinsätzen. Mit angebautem Strahlenschutz für die Thermometer.
Und ja, die Erdbodenwinkelthermometer waren wirklich empfindlich. Beim Einbau (5, 10 und 20 cm) gab es viel Bruch und dann hatte man evtl. ein Quecksilberproblem. Das ist heute wesentlich entspannter.
Genau, …. die Haube ist wegen der „energetischen Versorgungs-Variabilität“ bei meinem Exemplar höher, aber ansonsten funktional identisch mit dem Teil in dieser Wetterhütte.
Bei meinem Exemplar gibt also nicht nur „Aus“ und „Ein“ wegen möglichem Batteriebetrieb, sondern noch die Betriebsweise „Netz“ oder „Batterie“.
In der alten Wetterhütte hier mußte noch ein Federwerk vor der Messung aufgezogen werden ….
Aber herrlich „glänzend“ gepflegt das Teil im Bild!!! … 😉 …
Es fehlt allerdings leider die verschiebbare Doppellupe über den Thermometern ……. 🙁 ….
Mein Schmuckstück. Hersteller VEB Junkalor Dessau. Serienmäßig ohne Lupe und mit Federwerk.
Gratulation! ;-))))) …, ich muß mir erst eimal eine Tube „Elsterglanz“ beschaffen und das Teil zur Aufarbeitung mal gänzlich zerlegen …. 😉 (und die Thermometer mal nachkalibrieren, da ich das Ding vor 36 Jahren nur „ohne Dokumente“ vor der drohenden Verschrottung retten konnte ….).
Das wundert mich, Herr Puschner, dass Sie den Inhalt einer (leider ehemaligen) Wetterhütte nicht kennen. Das linke senkrechte Thermometer misst die aktuelle Lufttemperatur, das rechts daneben die Feuchttemperatur. Dabei ist unten der Messfühler mit Stoff umwickelt, der angefechtet wird, bevor ein Gebleäse Luft darüber streichen lässt. (Den Begriff Feuchttemperatur setze ich jetzt als bekannt voraus – es ist NICHT der Taupunkt!) Das obere waagerechte Thermometer misst die Höchsttemperatur des Tages, das Prinzip ist wie das eines analogen Fiberthermometers. Das untere waagerechte Thermometer misst die Tiefsttemperatur. Bei Abkühlung nimmt die Messflüssigkeit das kleine schwarze Stäbchen mit. Bei Wierdererwärmung umfließt die Messflüssigkeit das Stäbchen, ohne das es seine Lage ändert.
Das alles ist Messmethodik bis in die 1970er Jahre; ich bin damit groß geworden. Elektronische Sensoren gab es damals noch nicht.
Na ja, vielleicht habe ich ja eine Bildungslücke geschlossen.
MfG
Herzlichen Dank, Herr Freuer, für die knackig kompakte Erläuterung.
Der Her Nitschke hat ja „aus Versehen“ zwischenzeitlich zur „Aufklärung“ schon fast mehr beigetragen als Sie (KEINE FACHLICHE KRITIK (!), halt nur „zeitlich“ gesehen…)….
Ich weiß nicht, ob Herr Prof. Puschner Ossi oder Wessi ist, aber selbst mir ist die Anordnung der Thermometer im Bild, noch dazu mit den ablesbaren Temperaturwerten, etwas „spanisch“ erschienen.
Ich kenne den ehemaligen „westlichen Standard“ in den DWD-Wetterhütten nicht, aber die Anordnung der der zur Feuchtebestimmung zugehörigen Thermometer ist aus meiner messtechnischen Sicht bezogen auf den funktionellen Messzweck ganz einfach „schlampig“.
Ich kenne für die DDR nur die Geräte, die Herr Nitschke beispielhaft w.o. abgebildet hat, die mit Sicherheit messtechnisch überlegen sind.
Das ist die Bewertung aus heutiger Sicht, ….. was „damals“ als „ausreichend“ beim DWD betrachtet wurde, weiß ich nicht ….. , die DDR-Fieberthermometer z.B. hatten nach TGL eine Tolernaz bei der Auslieferung von +0,12 / – 0,15 K bei 37 und 42 °C, in der „BRD“ waren ± 0,25 K „zulässig“ …………
(Die DDR-Toleranzen hatten die unweigerlichen und nicht zu vermeidenden Alterungseffekte eines Glasthermometers schon „eingepreist“, deshalb hatte jedes Präzisionsglasthermometer mit einer Messbereichsspreizung von 10 K, egal ob von 20 -30 oder 90 – 100 °C ff. eine Skale für den Eis-Punkt zur Alterungsüberwachung …..).
WO, Herr Freuer, sind Sie „damit“ groß geworden? Über eine persönliche Kontaktaufnahme würde ich mich sehr freuen …. 😉 …