Die Vermessung des Körpers

zwei Objekte mit derselben Temperatur in Kontakt miteinander geraten, keine Wärmeübertragung vom einen zum anderen gibt. Da Wärme nichts anderes als Molekülbewegung ist, kommt es zwar zu einem konstanten Energietransfer in beide Richtungen, doch hebt sich dieser gegenseitig auf.
    Der erste Hauptsatz ist der sogenannte Energieerhaltungssatz: Man kann Energie nicht herstellen oder zerstören. Man bekommt stets nur das heraus, was man hineinsteckt. Der zweite Hauptsatz, der Eddington so wichtig war, besagt, dass sich Wärme (also Energie) vom Warmen ins Kalte bewegt. Der dritte Hauptsatz schließlich besagt, dass es unmöglich ist, einen Körper in einer endlichen Anzahl von Schritten auf den absoluten Nullpunkt zu bringen (siehe S. 49). Man kann sich diesem stets ein Stückchen weiter annähern, aber ganz schafft man es nie.
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    Experiment – Thermodynamik in Aktion
    Füllen Sie einen Wasserkocher und schalten Sie ihn ein. Hören Sie ihm zu und, sofern er durchsichtig ist, beobachten Sie, was darin vor sich geht. Gemäß dem nullten Hauptsatz fand vor dem Einschalten kein Wärmeaustausch zwischen dem Heizelement und dem Wasser statt. Schaltet man den Kocher jedoch ein, wird das Heizelement durch Elektrizität erwärmt und weist bald eine ganz andere Temperatur auf als das umgebende Wasser. Gemäß dem zweiten Hauptsatz fließt nun Energie von Warm nach Kalt.
    Sie müssten zudem ein zischendes Geräusch vernehmen, das mit der Zeit lauter wird. Dann, kurz bevor das Wasser kocht, wird es wieder relativ leise. Kurz vor dem Ende des Zyklus hören Sie das blubbernde Geräusch von kochendem Wasser.
    Das Zischen entsteht, wenn viele kleine Wasserdampfblasen kollabieren. Da das Heizelement bedeutend wärmer ist als der Siedepunkt des Wassers, absorbiert das Wasser, das unmittelbar mit ihm in Kontakt gerät, eine große Menge Energie und bildet dabei kleine Gasbläschen. Diese gelangen zurück ins Wasser, welches auch in der Nähe des Heizelements noch wesentlich kälter ist, wodurch sie mit einem kleinen »Plopp« in sich zusammenfallen. Die Bläschen kondensieren und werden wieder zu Wasser. Alles zusammen ergibt das typische Zischen. Das Geräusch verschwindet kurz vor dem Kochen, weil praktisch das gesamte Wasser kurz vor dem Siedepunkt steht und die Bläschen deshalb nicht mehr kollabieren.
    Dann, wenn das Wasser den Siedepunkt erreicht, bilden sich darin größere Gasblasen, nicht nur an den Berührungspunkten mit dem Heizelement. Dadurch entsteht das gewohnte heftige Blubbern beim Kochen.
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Kein Perpetuum mobile
    Der erste und zweite Hauptsatz der Thermodynamik sind echte Spielverderber: Gemeinsam schließen sie die Möglichkeit eines Perpetuum mobile aus. Wenn Sie kleine Kinder haben, erscheinen Ihnen diese möglicherweise wie solche Maschinen, die immer weiter laufen, hat man sie einmal in Gang gesetzt. Doch das Energieniveau im menschlichen Körper wird stets durch die Nahrungszufuhr gehalten. Ein Perpetuum mobile ist eine wunderbare Vorstellung – der Gedanke an eine Maschine, die immer weiter läuft, hat etwas Magisches. Man müsste diese Maschine nur ein einziges Mal an einen Generator anschließen, und schon stünde ihr ein unerschöpflicher Vorrat an Elektrizität zur Verfügung.
    Wenn man einen der beiden Hauptsätze brechen könnte, wäre das ein Glücksfall. Wenn der Energieerhaltungssatz nicht anwendbar wäre, könnte man mehr Energie verbrauchen, als man einem System zuführen müsste. Man könnte es mit seinem eigenen Ausstoß speisen, die Maschine sich selbst antreiben lassen und hätte immer noch Energie übrig. Ähnliches gälte, wenn man den zweiten Hauptsatz außer Kraft setzen könnte: Dann könnte man Energie von Kalt nach Warm transferieren und diese Energie dazu nutzen, Arbeit zu verrichten.
    Es scheint, als bräche ein Kühlschrank den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, weil er Energie von einem kalten Ort (drinnen) an einen wärmeren Ort abgibt (draußen). Doch kann ein Kühlschrank das nicht ohne fremde Hilfe bewerkstelligen. Der zweite Hauptsatz gilt nur dann, wenn man keine zusätzliche Energie in das System pumpt – aber genau das tut man bei einem Kühlschrank. Man benötigt Energie, um Wärme von einem kalten Ort an einen warmen Ort zu befördern, und zwar mehr Energie, als man in Form von Wärme bewegt.
    Seit mindestens 1300 Jahren versucht die Menschheit, ein Perpetuum mobile zu konstruieren. Das Ganze wurde zu einem derart beliebten Sport, dass die Patentämter irgendwann