Zur Transformation von Wärmemengen in der SRT
Mehr als 100 Jahre nach 1905 wird in der Literatur erstaunlicherweise immer noch kontrovers diskutiert, wie sich Temperaturen und Wärmemengen in der speziellen Relativitätstheorie transformieren sollen. Welchen Wert T' jsoll ein schneller Beobachter einer Gasmenge zuschreiben, wenn diese in ihrem Schwerpunktsystem die Temperatur T jaufweist ? Gibt es überhaupt konsistente Transformationen für die thermodynamischen Grössen ? Einer der ersten, der sich dieser Frage angenommen hat, war kein geringerer als Max Planck mit seinen Doktoranden Kurd von Mosengeil und Max von Laue.
Im zweiten Teil dieser Analyse geht es um die Transformationen von Wärmemengen : Der Inneren Energie Ui, der Volumenarbeit P · V und der Enthalpie Hi. Wir zeigen, dass die Transformationen von Planck, von Mosengeil und Pauli richtig sind, und wir zeigen auch, welchen Fehler diejenigen machen, welche Wärmemengen transformieren, indem sie durch den Wurzelterm dividieren. Diese Überlegungen sind unabhängig davon, ob man T oder S jals relativistische Invariante gewählt hat. Mit Epstein-Diagrammen können wir genau zeigen, welcher Anteil einer zugeführten Wärmemenge der Erhöhung der inneren Energie dient und welcher andere Anteil als Zunahme der kinetischen Energie interpretiert werden muss.
Schliesslich führen wir die Ergebnisse der beiden Teile noch zusammen. Dabei wird sich zeigen, dass praktisch alle Gesetze der Wärmelehre auch für einen schnellen Beobachter ihre Gültigkeit behalten.
Eine erste Version dieses Beitrags wurde im Mai 2013 veröffentlicht.
Die aktuelle Version 2.0 wurde am 29. Juni 2014 fertiggestellt.