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Joule) seine Hypothese von der Äquivalenz physikalischer Ar-
beit und Wärme und übertrug später die Idee von der Erhal-
tung der Energie auf elektrische und chemische Kräfte. 1847
gab Helmholtz die mathematischen Formeln für die verschie-
denen Energieformen an.
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In den sechziger Jahren des 19. Jahrhunderts hatte Rudolf
Clausius einen ,Verwandlungswert' der Wärme eingeführt,
dessen spontane Zunahme in isolierten Systemen irreversible
Prozesse charakterisieren sollte. Solche Vorgänge sind aus
dem Alltag und der Physik wohlbekannt. Ein Behälter mit ei-
ner warmen Flüssigkeit kühlt sich spontan auf die sie umge-
bende Zimmertemperatur ab. Der umgekehrte Vorgang einer
spontanen Mehrerwärmung gegenüber der Zimmertempera-
tur wurde nie beobachtet. Wärme fließt offenbar so lange, bis
sie überall gleich verteilt ist und in diesem Zustand des
Gleichgewichts kein Temperaturgefälle im System mehr exi-
stiert. Für seinen Verwandlungswert prägte Clausius analog
zum griechischen Wort ergon für Energie das Kunstwort
Entropie aus dem griechischen Wort tropos (Wendung). Die
Veränderung der Gesamtentropie eines physikalischen Systems
und seiner Umgebung in einem sehr kleinen Zeitintervall ent-
spricht der Summe aus der Entropieänderung der Umgebung
und im System selbst.
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Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik fordert daher, daß
die Entropieänderung im System größer oder gleich Null ist.
Für isolierte Systeme, bei denen die Entropieänderung der
Umgebung Null ist, kann die Entropie zunehmen oder kon-
stant bleiben, wenn das thermische Gleichgewicht erreicht ist.
Im Gleichgewichtsfall ist die Entropieänderung im System
gleich Null. Ein Paradebeispiel für ein isoliertes System war
für Clausius das Universum selber. 1865 wendete er die beiden
Hauptsätze der Thermodynamik kosmologisch an. Nach dem
1. Hauptsatz ist die Energie der Welt konstant. Nach dem
2. Hauptsatz folgt für die Entropie der Welt, daß sie einem
Maximum zustrebt.
Eine statistisch-mechanische Erklärung von Temperatur
und Entropie geht vor allem auf Maxwell, Boltzmann und
