Wie können wir Highschool-Kids erklären, dass die Temperatur eine klassisch frameunabhängige Größe ist?
Wenn Sie sich an Gase halten, sind die Dinge relativ einfach, da die Temperatur mit der relativen Geschwindigkeit der Gasmoleküle zusammenhängt , dh der Geschwindigkeit der Gasmoleküle relativ zueinander.
Wenn Sie Ihren Gaskanister in eine sich schnell bewegende (aber nicht relativistische) Rakete stecken, die sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt dann fügen Sie die gleiche Geschwindigkeit hinzu zur Geschwindigkeit jedes Gasmoleküls. Aber wenn Sie die relativen Geschwindigkeiten der Gasmoleküle berechnen, die zusätzliche Geschwindigkeit hebt sich einfach auf und die Relativgeschwindigkeiten bleiben unverändert. Das bedeutet, dass auch die Temperatur unverändert bleibt.
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Ich habe ein Gas angegeben, weil wir über die Maxwell-Boltzmann-Verteilung eine schöne klare Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Temperatur haben . Ich weiß nicht, wie tief Sie mit Ihrer Klasse gehen möchten, vielleicht wäre es ein bisschen zu viel, in die Details zu gehen, wie diese Verteilung abgeleitet wird.
Das können wir mit Hilfe von Materiezuständen tun. Wenn die Temperatur rahmenabhängig ist, sollten die Beobachter in verschiedenen Rahmen unterschiedliche Materiezustände in der Nähe von Schmelz- und Siedepunkten beobachten, was nicht der Fall ist. Das war die einfachste Erklärung, die ich mir vorstellen konnte.
QMechaniker