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Definition der Temperatur

Die Eigenschaft Temperatur lässt sich auch über die Verteilung von Teilchen auf die Energiezustände definieren: Bei positiver absoluter Temperatur T ist die Zahl n der Teilchen mit niedriger Energie E größer als die Teilchenzahl mit hoher Energie (erste und zweite Säule von links). Am absoluten Nullpunkt (null Kelvin [K]) versammeln sich alle Teilchen in den niedrigsten Zuständen. Im hypothetischen Fall einer unendlich hohen Temperatur in einem System mit einer Maximalenergie verteilen sich die Teilchen gleichmäßig über alle Zustände (mittlere Säule). In solchen Systemen mit einer oberen Energieschranke ist es im Prinzip möglich, mehr Teilchen in Zustände mit hoher als mit niedriger Energie zu bringen (erste und zweite Säule von rechts). Ein System mit einer negativen absoluten Temperatur muss als heißer aufgefasst werden als ein System mit unendlich hoher positiver Temperatur, denn bei einem Wärmekontakt zwischen einem System positiver und einem System negativer absoluter Temperatur fließt Wärme immer vom System mit negativer Temperatur hin zu dem mit positiver Temperatur.