Gibt es eine absolute Höchsttemperatur?

Question

Temperatur wird durch die Geschwindigkeit der Teilchen eines Körpers bestimmt. Da die höcht mögliche Geschwindigkeit Lichtgeschwindigkeit ist, könnte man auch fragen nach einem Temperaturpunkt, wobei sich die Teilchen mit Lichtgeschwindigkeit bewegen. Dies geht allerdings nur, wenn sich die Beschleunigung der Teilchen pro Grad nicht verringert.
Bitte um eure Hilfe.

Ich dies bezüglich auch mal meinen Physiklehrer gefragt und der hat mir gesagt, dass es nur davon abhänig ist ob die Geschwindigkeitszunahme konstant bleibt oder ob sie immer kleiner wird und somit wie eine Hyperbel nie die Achsen schneidet nie die Lichtgeschwindigkeit erreichen kann.
Ansonsten sind mir die Fragen zu unterschiedlich.

Answer 1

Nach oben hat die Temperatur keine physikalische Grenze! Also es ist kein Naturgesetz wie der absolute Nullpunkt oder die Lichtgeschwindigkeit.
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Du hast recht: Temperatur entspricht der durchschnittlichen ungerichteten Teilchenbewegung.
Und Lichtgeschwindigkeit ist tatsächlich die höchst mögliche Geschwindigkeit.
Aber auch wenn ein Teilchen Lichtgeschwindigkeit hat, kann man weiter "beschleunigen" bzw. Energie hinein stecken. Das Teilchen wird dann nicht mehr schneller, sondern schwerer. Diese Tatsache ist offenbar wenig bekannt.
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Also: Man kann einen (fiktiven) Körper beliebig aufheizen, die Temperatur steigt immer weiter.
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Die Grenzen sind anderer Natur: Bei genügend hohen Temperaturen werden alle Atome instabil und verwandeln sich in Plasma. Bei weiterem Aufheizen wird wohl auch das Plasma instabil - und irgendwann ist Schluss mit Aufheizen und Temperatur.
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Nachtrag: Frage an Anne
In welcher Schule stellt man solche Hausaufgaben?
Da würde ich gerne noch mal die Schulbank drücken...

Answer 2

Eine absolute Höchsttemperatur wurde bislang nicht errechnet, rein theoretisch kann sie unendlich hoch werden.

Die Lichtgeschwindigkeit gilt übrigens schon seit einiger Zeit nicht mehr als "höchste anzunehmende Geschwindigkeit". Durch sogenanntes "channeling" wurden experimentell inzwischen bereits Geschwindigkeiten erreicht, die ein Vielfaches der normalen Lichtgeschwindigkeit betragen.

Answer 3

Nein, Temperatur ist nicht einfach die mittlere Geschwindigkeit der Teilchen, sondern die mittlere Energie pro Freiheitsgrad. (Ein einatomiges Gas hat entsprechend der drei Raumdimensionen drei Freiheitsgrade pro Atom).

Weil die Energie eines Teilchens im Gegensatz zur Geschwindigkeit beliebig hoch werden kann, sollte man meinen, dass die Temperatur beliebig hoch werden kann. Aber bei sehr hohen Energien (von Atomen ist dann schon lange keine Rede mehr) können durch Stöße neue Teilchen und Antiteilchen erzeugt werden. Das bedeutet aber mehr Freiheitsgrade, so dass die Tempeatur nicht steigen muss, obwohl Energie zugeführt wird.

Answer 4

Ja. Da, wo alle Teilchen Lichtgeschwindigkeit haben und sich der Elektronenspin ebenfalls Lichtgeschwindigkeit hat.

Answer 5

Deine Annahme, das nur schnelle Teilchen unheimlich heiß sein können, hinkt ein wenig. Die höchste praktische Temperatur die wir erzeugen können beträgt ca. 100 Millionen Grad Kelvin und entsteht bei der Wasserstoffusion. Der teoretische Punkt liegt um ein vielfaches höher und wird als unentlich beschrieben, denn er entsteht in schwarzen Löchern wo die Masse zur Singularität zusammengepresst wird.

Answer 6

Ich würde besser in der Schule aufpassen. Später im Leben hast du auch niemanden, der dir deine Aufgaben löst. Es ist bestimmt nicht im Sinne deine Mathelehrers, wenn du dir von uns deine Hausaufgaben machen lässt. Das ist Beschiss, und zwar an dir selbst. Wir haben die Schule hinter uns, haben was im Kopf, Du wirst weiter dumm aus der Wäsche gucken, wenn du dich nicht anstrengst.

Anne