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Forum: Offtopic 2. Hauptsatz der Thermodynmmik


Autor: autoexec (Gast)
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Hallo,
ist der 2. Hauptsatz der Thermodynamik eigentlich richtig bewiesen? Mein 
Lehrer meinte nämlich er sei bewiesen und somit unwiderlegbar. Ich 
wollte ihm nämlich erklären, dass der 2. HS der Thermodynamik widerlegt 
wurde, und wie das gemacht wurde, aber er glaubte mir das nicht so 
recht.

Autor: Jurij G. (jtr)
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autoexec wrote:
> Ich wollte ihm nämlich erklären, dass der 2. HS der Thermodynamik widerlegt
> wurde, und wie das gemacht wurde

Dann erklär mal

Autor: avion23 (Gast)
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2. HS ist auf Quantenebene wiederlegt meine ich.

Autor: Jurij G. (jtr)
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Habt ihr einen Link dazu? Würde mich interessieren.

Autor: autoexec (Gast)
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Ok, das ist ein wenig kompliziert:
Man füllt eine lange, auf beiden Seiten geschlossene Röhre mit einem Gas 
äußerst geringen Druckes, so dass die freie Wegstrecke, die ein Atom 
zurücklegen kann bevor es mit einem anderen kollidiert, GRÖßER ist als 
die Höhe des Gefäßes (das ist wichtig für die Funktion). Dieser Druck 
liegt bei größenordnungsmäßig einigen milliadstel Bar. Das Rohr muss 
senkrecht aufgestellt werden und sollte, um einen deutlichen Effekt zu 
sehen, sehr lang sein (z.B. 100 Meter).
Das Prinzip: Jedes Teilchen bewegt sich (wenn die Temperatur > 0 Kelvin 
ist; Stichwort: Brownsche Teilchenbewegung). Unter dem Einfluss der 
Erdgravitation werden die Teilchen bei ihrem Flug nach oben gebremst und 
beim Flug nach unten beschleunigt. Soweit ist das (meiner Meinung nach) 
logisch. Das bedeutet, dass auch die mittlere Geschwindigkeit der 
Teilchen oben geringer ist als unten. Nun bedeutet aber eine geringere 
mittlere Teilchengeschwindigkeit eine niedrigere Temperatur. Somit wird 
die Röhre oben kälter als unten (kann man sogar berechnen; 10°C 
Unterschied sind  bei 100m Rohrlänge durchaus möglich). Aus einer 
Temperaturdifferenz kann man bekanntlich Strom erzeugen. Damit hätten 
wir Strom durch Abkühlung der Umgebung...
Genau das will uns aber der 2. HS der Thermodynamik verbieten. Ist er 
also tatsächlich widerlegt?
Um es gleich vorweg zu nehmen: Es wurden derartige Versuche unternommen, 
und es funktioniert tatsächlich.

Autor: Detlev T. (detlevt)
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Oje, Vorsicht! Bitte keine "habe ich irgendwo gehört"-Antworten. Das 
gefährlichste Wissen ist Halbwissen.

Wir sollten einmal klarstellen, was "bewiesen" und "widerlegt" überhaupt 
bedeuten sollen. Wie ein mathematischen Satz, der nach einem korrekten 
Beweis für alle Ewigkeit gültig ist, kann man Beobachtungen in der Natur 
halt nicht behandeln und daher auch nicht wirklich "beweisen". Man kann 
sich nur Modellbeschreibungen dieser Natur ausdenken, die mit keinerlei 
bisher getätigten Beobachtungen in Widerspruch stehen.

Der zweite Hauptsatz beschreibt eine Richtung in der sich die Welt 
entwickelt. Das entspricht unseren Erfahrungen. Sehen wir einen Film in 
dem Scherben sich ohne äußere Einwirkung zusammensetzen und auf den 
Tisch springen, wissen wir, dass er rückwärts läuft. In der 
Quantenmechanik gibt es Modelle(!), bei denen Prozesse genauso gut in 
die eine Richtung wie wieder zurück laufen können. Das würde ich noch 
nicht als "widerlegt" bezeichnen. Werden die Systeme komplexer, ergibt 
sich in der Regel eine größere Wahrscheinlichkeit für die Entwicklung in 
eine bestimmte Richtung wie sie der 2. HS beschreibt. Es gibt nicht die 
absolute Unumkehrbarkeit, wie sie der 2. HS behauptet, die 
Wahrscheinlichkeit dafür ist "nur" verschwindend gering, formal 
allerdings nicht null. Das ist aber kein Grund, den 2. HS in die Tonne 
zu treten.

Autor: autoexec (Gast)
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Autor: autoexec (Gast)
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ich will ihn ja auch nicht komplett in die Tonne treten, nur die 
Behauptung "Ein Perpetuum mobile 2. Art ist unmöglich" wäre damit ja 
eindeutig falsch.

Autor: autoexec (Gast)
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=> klodeckel
und wieso Klugscheißer? Weil ich mich für Dinge interessiere von denen 
du aller Wahrscheinlichkeit nach null Ahnung hast?

Autor: Detlev T. (detlevt)
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@autoexec:
Würde dein Beispiel mit der Röhre tatsächlich funktionieren, dann wäre 
es tatsächlich eine Widerlegung des 2. HS ("Es kann keine Maschine 
geben, die einem Wärmebad (Gasmolekül) Wärme entzieht und vollständig in 
mechanische Leistung umsetzt") - und das ohne Quantenmechanik(!). 
Deshalb wage ich die Behauptung, dass der experimentelle Nachweis nie 
geführt wurde, egal was auf irgendwelchen Webseiten steht.

Autor: autoexec (Gast)
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=> detlevt:
Naja, soweit isch weiß hat bisher niemand eine schlüssige Erklärung 
warum es nicht gehen soll. In dem Grundprinzip scheint es auch keinen 
Fehler zu geben. Wirtschaftlich sinnvoll ist es sowieso nicht (eine 100m 
hohe Röhre bauen, völlig luftleer pumpen und mit z.B. Xenon mit einigen 
Nanobar Druck füllen, um damit max. ein paar Watt, vermutlich eher 
Milliwatt zu erzeugen).

P.S.: Die Warnlichter für die Flugzeuge (wie die an Windrädern, wäre bei 
100m Höhe wohl nötig) brauchen eh schon mehr Strom als so eine Machine 
erzeugen würde ;)

Autor: 3363 (Gast)
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Die statistische Gastheorie geht von einer Geschwindigkeitsverteilung 
und Stossprozessen aus. Das ist im vorliegenden Fall nicht mehr gegeben. 
Wenn die freie Weglaenge einige 100m betraegt, bedeutet das, dass 
eigentlich nichts mehr da ist, dh es gibt eigentlich keinen 
Waermetransport und eine Temperaturdefinition, resp Tempersturmessung 
ist hinfaellig.

Autor: autoexec (Gast)
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=> 3363:
Jain. Angenommen, man würde diese Maschine auf einen Neutronenstern oder 
dergleichen stellen, der z.B. die 1-Mio.-fache Schwerkraft der Erde hat. 
Dann könnte das Rohr sehr viel kürzer sein, um die gleiche 
Temperaturdifferenz zu erzeugen. Somit könnte man den Gasdruck sehr viel 
höher wählen.
Andere Frage: Wie wäre es eigentlich, wenn man (auf der Erde, nicht auf 
dem Neutronenstern) mehrere sehr kurze Rohre mit höherem Gasdruck 
"stapeln" würde? Dann müsste doch eigentlich mehr Wärme transportiert 
werden, oder?

Autor: klodeckel (Gast)
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@ autoexec (Gast)

"...du aller Wahrscheinlichkeit nach null Ahnung hast?"


sehr wahrscheinlich......denk darüber mal nach!

guude

ts

Autor: Peter (Gast)
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kann es nicht sein, das die Energie aus der Gravition der Erde gewonnen 
wird? Denn das ganze geht ja nur wenn Schwerkraft vorhanden ist. Das 
nächste Problem wird sein, das man aus der Differenz vermutlich die 
Energie gar nicht gewinnen kann, denn wenn es von selber oben kalt und 
unten warm ist dann wird man die Teilchen auch schlecht davon übezeugen 
können sich auszutauschen - sie bleiben einfach wo sie sind.

Autor: Stefan Helmert (Firma: dm2sh) (stefan_helmert)
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Hallo,

das mit der Röhre ist eine sehr interessante Theorie. Ich hatte auch 
schon einige Ideen: z. B. Man nehme ein Diode. In ihr befinden sich 
Ladungsträger, die auf Grund ihrer eigenen Temperatur ungeordnet 
umherfliegen. Da die Diode den Strom aber nur in eine Richtung 
durchlässt, müsste auf der Katode immer ein höheres Potential anliegen. 
Schließt man einen Verbraucher an, müsste dieser die Energie aufnehmen. 
Auch wenn man einen Kondensator anschließt, sollte der dann auf einen 
bestimmten Wert aufgeladen werden, und zwar den Spitzenwert des 
thermischen Rauschens (wenn die Diode keinen Spannungsabfall hätte...)
Eine andere Idee:
Wenn es sehr heiß ist (1000°C) glüht ja alles. Hat man ein silbern 
glänzendes Rohr und steckt darin einen schwarzen Stab hinein, dann 
senden zwar beide Körper ein Glühlicht aus, aber das Rohr reflektiert 
das vom Stab kommende hauptsächlich zu ihm zurück, gibt aber zusätzlich 
noch sein Glühlicht an den Stab ab, welcher es auf Grund seiner 
schwarzen Oberfläche absorbieren muss...
Ähnliche Idee: überall herrschen 1000°C. Man nimmt eine Solarzelle, 
schließt eine Verbraucher an. Alles glüht, Solarzelle macht Strom, Strom 
wird zu Wärme und der ewige Kreislauf ist geschlossen.
Es müsste halt mal jemand ausprobieren, obs geht, bzw. wo der Fehler 
liegt.

Autor: J. D. (medtech)
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tja trotzdem kein Perpetuum mobile 2.Art, weil ihr damit die Erddrehung 
verlangsamt bzw. von außen ja immer Energie zugeführt wird in Form von 
Gravitationskraft!

@Stefan: leider hat eine Diode auch einen Widerstand, und wo kommt die 
Wärme her?!

Das Pepetuum mobile 2.Art verstößt ja nicht gegen den 
Energieerhaltungssatz, aber leider gegen den zweiten Hauptsatz der 
Thermodynamik, nämlich das vollständige Umwandlung von Arbeit in Wärme 
irreversibel ist.

Autor: Bobby (Gast)
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> Es müsste halt mal jemand ausprobieren, obs geht, bzw. wo der Fehler
> liegt.

Vielleicht sollte man lieber Lotto spielen oder an der Börse spekulieren 
?!

Aber macht mal weiter, sehr interessanter Thread.

Autor: Tom (Gast)
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>Bekanntermaßen wird die Luft in unserer normalen Atmosphäre nach
>oben hin ebenfalls immer kälter. Warum nutzt man das denn nicht
>aus, wenn es machbar ist?

Könnte man theoretisch, aber wer heizt die Luft unten auf? Ja, die 
Sonne.

>Da die Diode den Strom aber nur in eine Richtung durchlässt,
>müsste auf der Katode immer ein höheres Potential anliegen.

Das elektrische Feld in der Sperrschicht wird durch stationäre, also 
unbewegliche Ladungsträger erzeugt.

>überall herrschen 1000°C. Man nimmt eine Solarzelle, schließt eine >Verbraucher 
an. Alles glüht, Solarzelle macht Strom, Strom
>wird zu Wärme und der ewige Kreislauf ist geschlossen.

Wirkungsgrad <100%.

Leute, lest mal ein Physikbuch.

Autor: Timbo (Gast)
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Ach, ist doch alles Rotz! Lasst uns doch lieber Salzwasser verbrennen!
Youtube-Video "Salt Water into Fuel"
Das heilt gleich noch Krebs mit! Oder das tolle Wasserauto. lol
Youtube-Video "Japanese Water Car"

Autor: autoexec (Gast)
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Übreigens: Gravitiation ist eigentlich keine Energie, genauso wenig wie 
Magnetismus. Wenn man die zwei Röhren mit verschiedenen Gasen 
(unterschiedliche Molekülmasse) füllt, hat man zwischen den oberen Enden 
der Röhren einen Temperaturunterschied. Damit muss amn die Wärme von 
unten nicht erst "nach oben" transportieren, um die Temperaturdifferenz 
nutzen zu können.

Autor: Wirus (Gast)
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> Übreigens: Gravitiation ist eigentlich keine Energie, genauso wenig wie
> Magnetismus.

Nein. Es sind Wechselwirkungen, auch Grundkräfte genannt, von denen es 
vier Stück gibt

- Starke Wechselwirkung
- Elektromagnetische Wechselwirkung
- Schwache Wechselwirkung
- Gravitation

Link dazu: http://www.solstice.de/grundl_d_tph/sm_ww/sm_ww_04.html

Das hat erst mal nichts mit Energie zu tun. Energie kann weder erzeugt 
noch vernichtet werden, daher ist ein Perpetuum Mobile unmöglich.

Um noch eine philosophische (oder ist filosofisch richtig?) Komponente 
einzubringen (frei nach Prof. Harald Lesch):

Unsere Existenz schliesst die Möglichkeit eines Perpetuum Mobile aus!

Begründung: Wäre ein PM möglich, hätte die Natur irgendwo eines (oder 
viele) geschaffen.

Die Folge wäre eine permanente Erzeugung von Energie, die sich kurz oder 
lang in Wärme umgewandelt würde. Das Universum wäre irgenwann in den 
letzten 13,7 Milliarden Jahren den Hitzetod gestorben.

Oder kurz: Naturgesetze kann man nicht brechen.

Autor: Detlev T. (detlevt)
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Meine vorherige Erklärung hat mich selbst nicht mehr überzeugt, deshalb 
habe ich sie lieber gelöscht. Das Problem physikalisch zu beschreiben, 
ist gar nicht so einfach, wie ich gemerkt habe. Ich bin mir noch nicht 
einmal sicher, dass sich schon allein durch das Schwerefeld eine 
Temperaturdifferenz einstellt, da zwar ein Molekül auf dem Weg nach 
unten potentielle Energie verliert - die ja nach dem 1. HS irgendwo 
bleiben muss - andererseits aber dabei von einem Ort mit niedrigerem zu 
einem Ort mit höherem Druck transportiert wird, wofür Kompressionsarbeit 
verrichtet werden muss. Möglicherweise heben sich diese Beträge gerade 
auf. Das müsste man sauber zumindest mit der Boltzman-Statistik eines 
idealen Gases durchrechnen, dafür fehlt mir Zeit und Motivation.

Der große Vorteil des 2. HS ist es jedoch, dass er sehr allgemein 
formuliert ist und man die Details des Prozesses deshalb gar nicht 
beachten muss. Wenn das Gesamtergebnis gegen diesen Satz verstößt, MUSS 
ein Denkfehler darin sein. Das gilt auch in diesem Fall.

Autor: Detlev T. (detlevt)
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Wirus wrote:
> Um noch eine philosophische (oder ist filosofisch richtig?) Komponente
> einzubringen (frei nach Prof. Harald Lesch):
>
> Unsere Existenz schliesst die Möglichkeit eines Perpetuum Mobile aus!
>
> Begründung: Wäre ein PM möglich, hätte die Natur irgendwo eines (oder
> viele) geschaffen.
>
> Die Folge wäre eine permanente Erzeugung von Energie, die sich kurz oder
> lang in Wärme umgewandelt würde. Das Universum wäre irgenwann in den
> letzten 13,7 Milliarden Jahren den Hitzetod gestorben.
>
> Oder kurz: Naturgesetze kann man nicht brechen.

Diese Begründung überzeugt mich nicht. Es hinge von der 
Wahrscheinlichkeit der Entstehung eines PMs und deren "erzeugten" 
Energie pro Zeit ab, ob in endlicher Zeit, auch wenn es Milliarden Jahre 
sein, eine "zu große" Energiemenge im Universum ist.

Auf den letzten Satz kann man antworten: Wenn man es brechen kann, dann 
war es halt kein Naturgesetz. Das Problem ist, dass man das Gesetzbuch 
des Natur nicht direkt einsehen kann. Man kann nur versuchen, nach dem 
Urteil der "Gerichte" (Experiment) zu raten, was drin stehen könnte. So 
manche Ansicht musste mit der Zeit revidiert werden, was Kritiker halt 
dazu verleitet, prinzipiell alles in Frage zu stellen. Dazu gibt es aber 
keinen Grund, solange keiner ein funktionierendes(!) Perpetuum Mobile 
präsentieren kann.

Autor: Detlev T. (detlevt)
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Das ist der Brüller: So wie es aussieht ist die von autoexec 
beschriebene Maschine bereits seit 2003 patentiert! Eingereicht wurde es 
beim Münchener Patentamt, wo früher einmal ein gewisser Albert Einstein 
gearbeitet hat. Die Veröffentlichungsnummer ist EP1333175.

Kann mir bitte jemand, der sich mit Patenten auskennt, sagen, dass ich 
mich geirrt habe und das europäische Patentamt dieses Perpetuum Mobile 
NICHT patentiert hat. Sonst bekomme ich vom andauernden Kopfschütteln 
noch Kopfschmerzen.

Autor: NixWisser (Gast)
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Unter der der Nr. EP1333175 findet man u.a.:

"In einer Ausf·uhrung der Erfindung wird ein 
Temperaturunterschiedselement, bevorzugt ein fester K·orper, eine 
Fl·ussigkeit oder ein Gas, senkrecht angeordnet in einer Kammer 
innerhalb eines Geh·auses. Die Kammer kann wahlweise evakuiert oder mit 
Fasern, Pulvern oder kleinen Kugeln ausgef·ullt sein oder andere 
Anordnungen haben, um den Einfluss von Konvektionsstr·omen oder von 
W·armestrahlung zu minimieren. Unter dem Einfluss der Schwerkraft wird 
das obere Ende des Temperaturunterschiedselements am oberen Ende k·alter 
als am unteren Ende. Von dieser Temperaturdifferenz ausgehend, kann ein 
Thermoelement   zur Erzeugung von elektrischer Energie benutzt werden 
oder ein W·armetauscher zur Fortleitung dieses Temperaturunterschieds 
durch einen W·armetr·ager nach aussen."

Also, man braucht zwingend einen Wärmetauscher oder Thermoelement.
Wäre dann dasselbe, wie wenn ich ein Peltierelement mit einer Seite am 
Erdboden (warm) und mit der anderen in 10 km Höhe (kalt) halte.
Oder, die Erdwärme nutzend, ein Ende oben "anschliesse", das andere Ende 
eingrabe ( Erdwärmepumpen arbeiten mit dieser Temperaturdifferenz ).

Selbstverständlich funktioniert das. Entnimmt man jedoch dem 
Thermoelement / Wärmetauscher Leistung, reduziert sich der 
Temperaturunterschied an den beiden "Anschlüssen", es sei denn, von 
AUSSEN würde dieser Ausgleichseffekt wieder ausgeglichen.

Die Hauptsätze der Thermodynamik gelten für ein nach AUSSEN 
ABGESCHLOSSENES System, also liegt kein Widerspruch vor.

MfG.

Autor: Detlev T. (detlevt)
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NixWisser wrote:
> Die Hauptsätze der Thermodynamik gelten für ein nach AUSSEN
> ABGESCHLOSSENES System, also liegt kein Widerspruch vor.
Das stimmt nicht, bei Wikipedia findet sich auch eine Formulierung für 
offene Systeme.

In diesem Fall geht es zudem nicht um den ersten, sondern um den zweiten 
Hauptsatz. Eine der äquivalenten Formulierungen dieses Satzes lautet:
"Es gibt keine Zustandsänderung, deren einzige Ergebnisse das Abkühlen 
eines Körpers und das Heben eines Gewichtes sind."

Würde diese Gravitationsmaschine funktionieren, würde sie dem Medium im 
Rohr Wärme entziehen und in elektrische Energie umsetzen. Mit einem 
Elektromotor könnte man dann ein Gewicht heben. Damit wäre diese 
Maschine definitiv ein Perpetuum Mobile 2. Art.

Du hast natürlich recht, dass ein Temperaturunterschied, wenn es ihn 
denn gäbe, durch den Wärmefluss über das Thermoelement reduziert würde. 
Das würde die maximale Leistung dieses Perpetuum Mobile begrenzen, aber 
nicht prinzipiell etwas ändern.

Ich habe die Sache einmal nachgerechnet. Bei konstanter Temperatur im 
Rohr bildet sich im Gleichgewicht bei dem Gas eine Druckverteilung aus, 
die durch die barometrische Höhenformel beschrieben wird. Wandert Gas 
von unten nach oben gewinnt es potentielle Energie durch das 
Schwerefeld, verliert aber auch Energie, da durch den geringeren Druck 
Expansionsarbeit geleistet worden ist. Beide Beiträge sind exakt gleich, 
ein "Rückgriff" auf die gespeicherte Wärmeenergie und damit eine 
Temperaturveränderung findet nicht statt. Daher ist beim stabilen 
Gleichgewichtszustand die Temperatur oben und unten gleich. (selbst wenn 
beim Start noch keine konstante Temperatur entlang des Rohres herrschen 
würde.)

Fazit: Die Maschine, so sie beschrieben wurde, funktioniert nicht.

Der Fehler bei autoexecs Beschreibung ist, dass er die Expansionsarbeit 
nicht beachtet hat. Die Temperaturveränderung in unserer Atmosphäre wird 
allein durch die Sonneneinstrahlung verursacht und wäre theoretisch als 
Energiequelle nutzbar, aber da gibt es effizientere Methoden.

Autor: NixWisser (Gast)
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Detlev T. schrieb zu Recht:

"NixWisser wrote:
 Die Hauptsätze der Thermodynamik gelten für ein nach AUSSEN
 ABGESCHLOSSENES System, also liegt kein Widerspruch vor.
Das stimmt nicht, bei Wikipedia findet sich auch eine Formulierung für
offene Systeme."

Ich habe in meinem Physikbuch nachgeschlegen, da steht für den
1. Hauptsatz der Thermodynamik sinngemäss drin:

"Die innere Energie eines Systems erhöht sich um die von aussen 
zugeführte Wärme- und mechanische Energie."

Der Energieerhaltungssatz ( der NICHT der 1. Haupsatz der Thermodynamik 
ist ) besagt, dass die Energiesumme ( inkl. W=0,5mc^2 ) eines 
abgeschlossenen Systems konstant bleibt, solange von aussen Energie 
weder zu- noch abgeführt wird.

qed. / Gruss

Autor: NixWisser (Gast)
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inkl. W=0,5mc^2

muss natürlich heissen:    W=mc^2

Autor: Bernd (Gast)
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... Der Energieerhaltungssatz ( der NICHT der 1. Haupsatz der 
Thermodynamik
ist ) ...

Wo ist der Unterschied zwischen dem Energieerhaltungssatz und dem 1. 
Hauptsatz?

Autor: NixWisser (Gast)
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Abgeschrieben aus meinem Physikbuch
Höfling, Physik, Band 2, Teil 1, Dümmler 1973, verdamp' lang her:

"Erster Hauptsatz der Wärmelehre:
Die Summe der einem System von AUSSEN zugeführten Wärmemenge delta Q und 
der von AUSSEN zugeführten Arbeit delta W ist gleich der Zunahme seiner 
INNEREN Energie delta U.
...
Es ist schon von R. Mayer erkannt worden, dass der hier behandelte
1. Hauptsatz der Wärmelehre nur eine Teilerscheinung eines viel 
umfassenderen, die ganze Natur beherrschenden Prinzips ist. ... =>

Prinzip von der Erhaltung der Energie:
In einem ABGESCHLOSSENEN System, in dem sich beliebige mechanische, 
thermische, elektrische, optische oder chemische Vorgänge abspielen, 
bleibt die Gesamtenergie unverändert."

Wenn sich die Physik inzwischen geändert haben sollte, mir ist's egal 
...

Viele Grüsse

Autor: Bernd (Gast)
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Hallo Nixwisser (nomen est omen),

guck doch mal, ob im Buch eine Widmung von Aristoteles drin ist.

Bernd

Autor: mr.chip (Gast)
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Grundsätzliche Frage zum Thema "bewiesen": In der Mathematik ist es ja 
kein Problem, etwas zu beweisen. Aber in der Physik...? Natürlich kann 
man die Gültigkeit des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik bis zu 
einem gewissen Grad testen. In allen (bislang) praktisch relevanten 
Fällen scheint er zu stimmen, aber es mag ja immer noch Szenarien geben, 
wo er eben nicht stimmt...

Beispiel Newtonsche Gesetze: Die  Bewegungsgesetze/Gravitation sind da 
ja so gut untersucht, dass man den Weg einer Raumsonde über Jahre 
präzise berechnen kann. Trotzdem findet man in der Grössenordnung von 
Galaxien Anomalien, die unter anderem durch modifizierte Newtonsche 
Gesetze erklärt werden könnte.

Autor: Nixwisser (Gast)
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"Hallo Nixwisser (nomen est omen),
guck doch mal, ob im Buch eine Widmung von Aristoteles drin ist." =>

Aber ja doch, noch in Keilschrift gehauen ... /


Höfling hätte im Vergleich zu Dr. Merkel nie eine Chance gehabt !

Viele Grüsse

Autor: Bernd (Gast)
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Hallo Nixwissen,

habe mir doch gedacht, daß Du noch die Keilschriftausgabe hast. Du mußt 
jetzt tapfer sein, denn diese ist tatsächlich obsolet. Die aktuelle 
Ausgabe ist der während der Regierungszeit von Chufu erschienene 
Gizehfolio.

Autor: Detlev T. (detlevt)
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mr.chip wrote:
> Grundsätzliche Frage zum Thema "bewiesen": In der Mathematik ist es ja
> kein Problem, etwas zu beweisen. Aber in der Physik...? Natürlich kann
> man die Gültigkeit des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik bis zu
> einem gewissen Grad testen. In allen (bislang) praktisch relevanten
> Fällen scheint er zu stimmen, aber es mag ja immer noch Szenarien geben,
> wo er eben nicht stimmt...

Naturwissenschaft heißt, in der bekannten Welt Gesetzmäßigkeiten zu 
erkennen. Stößt man in bislang unbekannte Welten vor, können dort andere 
Gesetzmäßigkeiten gelten. Das war zum Beispiel der Fall, als man die 
Eigenschaften von Atomen und Kernen untersuchte. Das führte zur 
Entwicklung der Qunatenphysik und der Entdeckung der starken und 
schwachen Wechselwirkung. Das heißt aber nicht, dass die 
Gesetzmäßigkeiten in der "alten Welt" ihre Gültigkeit verlieren, nur 
weil sie in der neuen nicht anwendbar sind.

Speziell was den 2. HS betrifft: Es gab nicht ein einziges 
wiederholbares(!) Experiment, relevant oder nicht, dass in unserer 
makroskopischen Welt mit dem 2. HS im Widerspruch steht. Es ist schlicht 
unwissenschaftlich, erkannte Gesetzmäßigkeiten ohne Grund(!) gleich 
wieder in Frage zu stellen, nach dem Motto "Alles wird sowieso 
irgendwann widerlegt". Dann könnte man Wissenschaft nämlich ganz lassen. 
Und deshalb arbeiten Wissenschaftler auch nicht so.

Autor: Nixwisser (Gast)
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"Die aktuelle Ausgabe ist der während der Regierungszeit von Chufu 
erschienene Gizehfolio."

Haben da nicht Dr. Merkel und J. R. Thumann einen gemeinsamen 
Gastbeitrag geschrieben ? Ich habe das Exemplar eben frisch aus meinem 
Drucker gezogen, da die Farbe noch tropft, konnte ich leider noch nicht 
genauer nachlesen ...

Autor: jens (Gast)
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@Detlev T.
>Wandert Gas von unten nach oben gewinnt es potentielle Energie durch das
>Schwerefeld, verliert aber auch Energie, da durch den geringeren Druck
>Expansionsarbeit geleistet worden ist. Beide Beiträge sind exakt gleich,
>ein "Rückgriff" auf die gespeicherte Wärmeenergie und damit eine
>Temperaturveränderung findet nicht statt. Daher ist beim stabilen
>Gleichgewichtszustand die Temperatur oben und unten gleich.

Bei der Expansion kühlt sich Gas doch eigentlich ab. Müsste das den 
Effekt nicht verstärken?

Autor: Detlev T. (detlevt)
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jens wrote:
> Bei der Expansion kühlt sich Gas doch eigentlich ab. Müsste das den
> Effekt nicht verstärken?
Bei welcher Expansion? (Unter welchen Nebenbedingungen?) Das, was du 
wahrscheinlich meinst, gilt nur für Gase mit untereinander 
wechselwirkenden Molekülen. Das ist in der Beschreibung der 
"Gravitationsmaschine" aber nicht Voraussetzung. (Würde man die 
Wechselwirkung mit einbeziehen, wird die Rechnung komplizierter, das 
Ergebnis bliebe aber das gleiche)

Der Punkt ist, dass die potentielle Energie, die ein Molekül auf dem Weg 
nach oben gewinnt, halt nicht aus der gespeicherten Wärme stammt und 
daher an der Temperatur nichts ändert.

Autor: jens (Gast)
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@Detlev T.
mit Expansion meine ich eigentlich nur die Aussage das
>durch den geringeren Druck Expansionsarbeit geleistet worden ist

Ich denke genau wie du das die Moleküle auf dem Weg nach oben 
potentielle Energie gewinnen und dabei kinetische Energie verlieren. Sie 
werden also langsamer. Wenn das nicht so währe würden die Atmosphäre in 
das Weltall entweichen. Eine langsameres Gasteilchen hat nun aber mal 
eine kleinere Temperatur als ein schnelles. Es gibt auch technisch 
Anwendungen wo dieser Effekt genutzt wird. In einer Atomuhr werden 
Cäsiumatom mit extrem niedriger Temperatur gebraucht. Jerrold Zacharias 
hat sich deshalb die Cäsium-Fontänen ausgedacht. „Wie ihr Name schon 
sagt, arbeiten sie wie ein Springbrunnen, allerdings nicht mit Wasser, 
sondern mit Cäsiumatomen. Die Fontäne wirft sie nach oben, dort kehren 
sie am Scheitelpunkt um und fallen unter dem Einfluss der Schwerkraft 
wieder zurück zum Boden“.

Autor: Detlev T. (detlevt)
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@jens:
Du hast mich missverstanden. Durch die Schwerkraft wird gerade keine 
Veränderung der Temperatur induziert, wie es die Idee der 
Gravitationsmaschine beinhaltet.

Autor: jens (Gast)
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@Detlev T.
aber zwei Punkten musst du doch zustimmen oder?
1. Gasmoleküle werden im Gravitationsfeld auf dem Weg nach oben 
langsamer
2. langsame Gasmoleküle sind kälter

Autor: Detlev T. (detlevt)
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jens wrote:
> @Detlev T.
> aber zwei Punkten musst du doch zustimmen oder?
> 1. Gasmoleküle werden im Gravitationsfeld auf dem Weg nach oben
> langsamer
> 2. langsame Gasmoleküle sind kälter

Dem stimme ich nicht zu. Du machst den gleichen Denkfehler wie autoexec 
und derjenige, der das Patent eingereicht hat. Wenn du das totale 
Differential der Gibbschen Energie für Gas im Schwerefeld aufstellst und 
für die Ableitung des Druckes nach der Höhe die Formel nimmst, die sich 
aus der barometrischen Höhengleichung ergibt, wirst du sehen, dass die 
Ableitung der Temperatur nach der Höhe im Gleichgewicht null ist, die 
Temperatur also überall gleich ist. Es ergibt sich keine durch die 
Schwerkraft induzierte Abkühlung des oberen Bereiches!

Hier auf der Erde ist die Luft unten wärmer als oben. Das kommt aber 
nicht durch die Schwerkraft, sondern durch die Sonneneinstrahlung, die 
vor allem den Boden erwärmt. Das System ist also nicht im Gleichgewicht.

Autor: jens (Gast)
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@Detlev T.
Es gibt zwei Probleme bei dieser Berechnung. Zur Vereinfachung ist bei 
der Barometrischen Höhenformel meist eine mittlere konstante Temperatur 
für alle Höhen vorausgesetzt. Dann ist es natürlich die Ableitung immer 
Null. Wenn hingegen ein Temperaturgradient vorgegeben wird braucht er 
nicht umständlich nochmal berechnet werden. Das zweite Problem ist das 
bei sehr geringer Dichte die mittlere freie Weglänge so groß ist das die 
Gasgleichungen kaum noch gelten.
Aber eigentlich wird damit die Berechnung wesentlich vereinfacht weil 
sich die  Gasmoleküle unabhängig voneinander auf ballistischen Bahnen 
bewegen. Als Temperaturunterschied bekomme ich dann:  T=2/3*m*g*h/k
Bei Xenon als Gas ergibt das etwa 0.1K/m.

Autor: Timbo (Gast)
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Hmm, was man rausbekommt ist was man reinsteckt. Wenn Du da irgendwelche 
Gradienten angibst bekommst Du sie auch raus, nur hast Du damit nix 
bewiesen. Wann werdet ihr Joeys endlich checken dass es kein kostenloses 
Mittagessen gibt!

Autor: Detlev T. (detlevt)
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@Jens,Timbo
Der Vorteil der Thermodynamik ist, dass man Aussagen machen kann ohne 
all zu viel Detailwissen einbringen zu müssen (z.B. 
Wechselwirkungsprozesse der Moleküle untereinander). Der Nachteil ist, 
dass man dann meist nur angeben kann, wie der Gleichgewichtszustand ist, 
nicht wie man dynamisch da hin kommt.

Wenn wir von einer abgeschlossenen Röhre mit dem konstanten Volumen V 
(und einer konstanten Höhe H) mit einer konstanten Gasmenge ausgehen, 
ist der Zustand bei dem die Temperatur überall konstant ist und der 
Druckverlauf der barometrischen Höhenformel folgt, der stabile 
Gleichgewichtszustand. Ein Satz der Thermodynamik ist, dass am Ende, 
wann auch immer das sein wird, alle Systeme einen solchen 
Gleichgewichtszustand einnehmen. Es genügt also zu zeigen, dass dies der 
Gleichgewichtszustand ist, über die Anfangsbedingungen muss man nichts 
wissen! Das ist der methodische Vorteil der Thermodynamik.

@Jens
Und die thermodynamischen Gleichungen verlieren nicht auch nicht ihre 
Gültigkeit, wenn das Gas sehr dünn wird, da die Theorie des idealen 
Gases ohnehin von Atomen ausgeht, deren Wechselwirkung beliebig gering 
ist, die Atome also die Anwesenheit der anderen ohnehin nicht spüren. 
Bei deiner Küchenphysik-Formel hast du den Term mit dem Druckgefälle 
weggelassen. Wenn du diesen Fehler auch bei der Aufstellung des totale 
Differentials machst, erhältst du dort ebenfalls das (falsche) Ergebnis, 
dass sich im Gleichgewicht sich solches Temperaturgefälle einstellen und 
das Gas oben kälter als unten sein muss. Die mittlere Dichte des Gases 
ist da unerheblich.

Autor: jens (Gast)
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@Detlev T.
Bei dieser wirklich sehr einfachen Formel habe ich nur vorausgesetzt das 
bei der Zunahme der potentiellen Energie eines Teilchens die kinetisch 
Energie um den selben Betrag abnehmen muss.
Also Wkin=1/2*m*v²=3/2*kT hat den selben Betrag wie Wpot=m*g*h. 
Einfacher geht es wirklich nicht und hier darf auf gar keinen Fall noch 
ein noch ein Term für das Druckgefälle eingebaut werden. Wenn du sagst 
das Teilchen im Gravitationsfeld auf dem Weg nach oben nicht langsamer 
werden verstößt das gegen den ersten Hauptsatz.

Autor: Detlev T. (detlevt)
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@Jens
Ich gebe auf. Wenn du meinst, die physikalischen Erkenntnisse der 
letzten Jahrhunderte nicht beachten zu müssen, dann kann ich da auch 
nichts machen.

Vielleicht solltest du erst einmal in Erfahrung bringen, was 
"Temperatur" im physikalischen Sinn eigentlich ist. Das ist nicht so 
simpel, wie du es dir vorstellst.

Autor: Detlev T. (detlevt)
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@Jens
Nachtrag: Überlege dir einmal, woher du die Idee "Geschwindigkeit = 
Temperatur" hast. Das stammt wahrscheinlich aus der Beschreibung eines 
physikalischen Systems OHNE Schwerkraft. Bist du wirklich sicher, dass 
du das so einfach für ein System MIT Schwerkraft übernehmen kannst?

Autor: autoexec (Gast)
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Ja, höhere Teilchengeschwindigkeit = höhere Temperatur (siehe Brown'sche 
Teilchenbewegung). Das stimmt wirklich.

Autor: jens (Gast)
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@Detlev T.
Ich glaube du hast mich missverstanden. Es sollen ja gerade alle 
physikalischen Erkenntnisse beachtet werden, sonst würde ich hier gar 
nicht schreiben. Das Problem was ich aber sehe ist das der zweite 
Hauptsatz aussagt das es unmöglich ist das sich von selbst ein 
Temperaturunterschied bilden kann, was bedeutet das die mittlere 
kinetische Energie der Teilchen überall gleich ist. Wenn ich schaue was 
Temperatur im physikalischem Sinn eigentlich eigentlich ist finde ich 
den nullten Hauptsatz und z.B. solche Aussagen wie „Die absolute 
Temperatur eines Gases ist der kinetischen Energie und somit dem Quadrat 
der Geschwindigkeit der Gasmoleküle proportional“ und dann eigentlich 
überall  Wkin=1/2*m*v²=3/2*kT. Die kinetische Energie der Teilchen muss 
deshalb unabhängig von der Höhe gleich sein. Der erste Hauptsatz sagt 
dann „Wenn eine Energiemenge irgendeiner Art bei einem Vorgang 
verschwindet, so entsteht eine eine an Größe gleiche Menge einer anderen 
Energieart“. Bei Höhenänderung eines Teilchens ändert sich die 
potentielle Energie. Der erste Hauptsatz verlangt jetzt eine Änderung 
der kinetischen Energie, was der zweite Hauptsatz aber verbietet. Was 
ist jetzt richtig?

Autor: Timbo (Gast)
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Man ihr Checker gebt doch endlich Ruhe. Entweder es geht nicht, wie die 
Physik vorraussagt oder ihr habt die einmalige Chance steinreich zu 
werden!Macht doch einfach. Überzeugt die Welt durch ein Experiment! Es 
gibt weißgott genug Idioten auf der Welt die es nicht lassen können über 
PP zu diskutieren. Es gibt keins. Seht es ein oder baut eins! Aber hört 
doch auf hier diesen Blödsinn zu schreiben!

Autor: Detlev T. (detlevt)
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jens wrote:
> Was ist jetzt richtig?

Diese Formel jedenfalls nicht: Wkin=1/2*m*v²=3/2*kT

Fällt dir eigentlich nicht auf, dass du ein Ergebnis der statistischen 
Phasik verwenden willst (Zusammenhang zwischen Temperatur und dem 
statistischen Mittel(!) des Quadrates der Geschwindigkeit von Teilchen 
ohne innere Freiheitsgrade und ohne externe Felder), ein anderes 
Ergebnis dieser Theorie, nämlich die Gültigkeit des 2. Hauptsatzes, aber 
ablehnst?

Wenn du davon ausgehst, dass der 2.HS nicht gilt, dann muss doch aus 
deiner Sicht die gesamte Theorie falsch sein und dann musst du doch alle 
Ergebnisse in Frage stellen und nicht nur einen Teil. Wie willst du 
dieses Paradoxon überwinden?

Autor: autoexec (Gast)
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=> Jens:
Ja genau. Die kin. Energie der Teilchen wird in potentielle Energie 
verwandelt. Wenn du nun z.B. die mittlere Geschwindigkeit der Teilchen 
im obersten Meter der Höhre mit der im untersten Meter vergleichst (nur 
als Bsp.), wird sie oben geringer sein. Da die Temperatur von der 
mittleren Geschwindigkeit abhängt, ist die Röhre oben kälter als unten.

Autor: Physik-verweigernder- (Gast)
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"Es gibt weißgott genug Idioten auf der Welt die es nicht lassen können 
über PP zu diskutieren. Es gibt keins. Seht es ein oder baut eins! Aber 
hört doch auf hier diesen Blödsinn zu schreiben!"

Mehr braucht's nicht ...

Autor: jens (Gast)
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Die Formel ist z.B. hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Thermische_Zustandsgl...
Du hast Recht das dabei externe Felder vernachlässigt werden. Wenn sie 
berücksichtigt werden darf aber kein Widerspruch zwischen den 
Hauptsätzen auftreten. Nur deswegen denke ich das mit dem zweiten 
Hauptsatz irgendwas nicht stimmt.

Autor: Detlev T. (detlevt)
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@jens
Eine Rechnung mit Schwerefeld findet sich hier (Beispiel 24):
http://www.unet.univie.ac.at/~a0057324/skripten/T4/T4UE.pdf

Ich denke, der Denkfehler, den du und autoexec machen, liegt in der 
Gleichsetzung von tatsächlicher und mittler Geschwindigkeit und der 
Vermischung von mikroskopischen (Geschwindigkeit eines einzelnen Atoms) 
mit makroskopischen (Temperatur). Als hätte in einem Gas jedes Atom eine 
individuelle Temperatur. Ihr seit sicher intelligent, aber das allein 
reicht halt nicht. Bevor ihr die physikalischen Modelle widerlegen 
könntet, müsstet ihr sie erst einmal verstehen. Und daran fehlt es. Wie 
will man jemandem beweisen, dass in einem Buch ein bestimmter Satz 
steht, wenn dieser gar nicht lesen kann?

Autor: autoexec (Gast)
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=>  Physik-verweigernder:
Es geht hier nicht um ein Perpetuum mobile, das Energie aus dem Nichts 
erzeugt, sondern um eine Maschine, die die Umgebung abkühlt und daraus 
(elektrische) Energie erzeugt. Das widerspricht nicht dem 
Energieerhaltungssatz.

=>  Detlev T:
Oben in der Röhre ist auch die mittlere Geschwindigkeit und damit die 
Temperatur geringer. Das wurde tatsächlich mehrfach experimentell 
belegt.

Autor: Detlev T. (detlevt)
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autoexec wrote:
> =>  Detlev T:
> Oben in der Röhre ist auch die mittlere Geschwindigkeit und damit die
> Temperatur geringer. Das wurde tatsächlich mehrfach experimentell
> belegt.

Drücke dich bitte ein bisschen klarer aus.

Wenn ich eine Röhre habe, in dem das Gas oben kälter ist als unten, dann 
ist dort die mittlere Geschwindigkeit der Atome sicher kleiner. Das 
System ist aber nicht im thermodynamischen Gleichgewicht.

Die eigentliche Frage ist jedoch: Ist im thermodynamischen Gleichgewicht 
die Temperatur oben geringer als unten? Stellt sich also in einem 
solchen System, wenn man nur lange genug wartet, eine solche 
Temperaturdifferenz ein, die man dann z.B. mit einer Wärmekraftmaschine 
in Strom umwandeln kann? Oder ist es nicht vielmehr so, dass mit der 
Zeit ein anfänglicher Temperaturunterschied immer kleiner wird, wie es 
der 2.HS vorgibt.

So lange niemand mir ein solches System zeigt und ich es überprüft habe, 
verneine ich die Möglichkeit ihrer Existenz.

Autor: autoexec (Gast)
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Ja, es stellt sich unter dem Einfluss der Schwerkraft eine 
Temperaturdifferenz ein.
Ob es eine solche Röhre aber irgendwo zur Besichtigung oder so gibt weiß 
ich nicht.

Autor: Detlev T. (detlevt)
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@autoexec:
Wie willst du die bisherigen Erkenntnisse der Physik widerlegen, wenn du 
nicht einmal ein entsprechendes, wiederholbares Experiment in der realen 
Welt vorweisen kannst?

Schwach, sehr schwach!

Autor: autoexec (Gast)
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=> Detlev T. :
leider habe ich nicht die finanziellen Mittel für solchen Experimente, 
sonst würde ich es testen. Aber kannst du in der Theorie irgendeinen 
Fehler finden (außer dass sie dem 2. HS der Thermodynamik widerspricht)?

Autor: I_ H. (i_h)
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Wenn man ein einzelnes Teilchen betrachtet die die Temperatur wirklich 
ausschließlich von der Geschwindigkeit abhängig. Man redet dann auch 
nicht mehr von Teilchengeschwindigkeiten (zB. Sonnenwind), sondern nur 
noch von Teilchentemperaturen.

Die ganzen Thermodynamischen Gleichungen basieren aber rein auf 
Statistik, im Detail kann man die schon mal "verletzen" weil sie im 
Detail nicht gelten.

Bei dem Experiment hier würd ich übrigens nicht von mW sondern eher von 
nW ausgehen. Ein Problem ist auch, dass, je länger das Rohr wird, desto 
geringer der Druck und desto weniger theoretisch erzielbare Leistung 
(nicht nur wegen der Volumenänderung sondern wegen dem mittleren Abstand 
zwischen Kollisionen).

Autor: Physik-verweigernder- (Gast)
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"=>  Physik-verweigernder:
Es geht hier nicht um ein Perpetuum mobile, das Energie aus dem Nichts
erzeugt, sondern um eine Maschine, die die Umgebung abkühlt und daraus
(elektrische) Energie erzeugt. Das widerspricht nicht dem
Energieerhaltungssatz."

Wohl war.
Alle Wärmekraftmaschinen arbeiten auf diese Art und Weise.
Dabei entsteht gemäss Carnot immer ein gewisser Anteil an Abwärme, der 
sich immerhin z.B. bei der Kraft-Wärme-Kopplung auch noch mit ausnutzen 
lässt.

Grundsätzlich bleibt es offenbar ausgeschlossen, die aufgebrachte 
Wärmeenergie komplett in mechanische bzw. elektrische Energie 
umzuwandeln.

Der 2. Hauptsatz, der besagt, dass die hier relevanten 
Energieumwandlungen Wärmeenergie -> mechanische Energie nunmal leider 
nicht zu 100% umkehrbar sind, bleibt davon unberührt ( qed. ).

Gruss

Autor: Detlev T. (detlevt)
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@I_H:
Formal kann man auch mit einem Teilchen Statistik betreiben und solche 
Dinge wie Temperatur und Druck berechnen. Wie sinnvoll das ist, ist eine 
andere Frage.

Wie groß die Leistung wäre, ist irrelevant. Auch ein Perpetuum Mobile, 
dass nur Picowatt leisten kann, würde den 2.HS widerlegen.

@autoexec:
Wenn man sich aus verschiedenen Ecken irgendwelche Formeln 
zusammenklaubt, deren Herleitung man nicht versteht, und die deshalb 
nicht zusammen passen, ist das keine Theorie. Ich habe leider kein 
Beispiel gefunden, wo das wirklich von A bis Z durchgerechnet wurde. 
Selbst gerechnet habe ich zumindest, dass ein ideales Gas in einer 
Röhre, dass überall dieselbe Temperatur hat und dessen Druckverlauf der 
barometrischen Höhenformel folgt, im thermodynamischen Gleichgewicht 
ist. "Im thermodynamischen Gleichgewicht" heißt, dass sich dann 
makroskopisch (Druck, Temperatur) von selbst nichts mehr ändert, 
insbesondere sich eine von dir angenommene Temperaturdifferenz halt 
nicht aufbaut. Das ist, was aus den Physik folgt.

Eine Rechnung zu einem scheinbaren Perpetuum Mobile 2. Art für ein Gas 
in einer Röhre im Schwerefeld findet sich in "Theorie der Wärme" von 
Becker, S. 90 in der 3. Auflage.Das war noch am nächsten dran.

Vielleicht ist es dennoch interessant. Die Maschine arbeitet so: Gas 
wird oben aus der Röhre entnommen, Fährt in einem Fahrstuhl nach unten, 
leistet dabei Arbeit und wird dann unten wieder der Röhre zugeführt. Nun 
ist unten zuviel Gas, das muss ausgegleichen werden. Ein Teil der 
Teilchen wandert nach oben, gewinnt potentielle Energie, "verbraucht" 
dazu kinetische Energie und kühlt sich dadurch ab. Wenn man das immer 
und immer wieder macht, kühlt sich das Gas in der Röhre mehr und mehr ab 
und die Wärmeenergie wird dabei vollständig in mechanische Arbeit 
umgesetzt. Ein klarer Verstoß gegen den 2.HS.

Gute Nachricht für die Physik: In der Betrachtung ist, wie immer in 
solchen Fällen, ein schwerwiegender Fehler, eine solche Maschine könnte 
nie funktionieren.

Autor: jens (Gast)
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hier ein interessanter Link:

www.wias-berlin.de/publications/preprints/330/wias_preprints_330.pdf

Autor: Detlev T. (detlevt)
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@jens:
Sehr gut!!! Auf Seite 25ff ist das wirklich durchgerechnet und es ergibt 
sich dT/dz = 0 im thermodynamischen Gleichgewicht, das heißt, gibt es 
tatsächlich keine Temperaturdifferenz.

Damit ist das ja wohl jetzt wirklich geklärt und der 2.HS wieder einmal 
gerettet.

Autor: jens (Gast)
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@Detlev T.
Das Problem war das ich wie du gesagt hast nur ein Atom betrachtet habe. 
Wegen der Maxwell-Boltzmann Verteilung  gibt es aber auch sehr langsame 
Atome die den oberen Bereich der Röhre gar nicht mehr erreichen und dann 
fallen diese 'kältesten' Atome aus der statistischen Betrachtung im 
oberen Bereich der Röhre raus. Wieder was gelernt!

Autor: I_ H. (i_h)
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Wär doch interessant dazu mal eine Simulation zu schreiben. 
Vollelastische Stoßvorgänge lassen sich sehr leicht simulieren, und 
Gravitation auch. Temperatur kann man ermitteln, indem man das Gefäß in 
eine obere und eine untere Hälfte unterteilt und einfach den Schnitt der 
enthaltenen kin. Energie hernimmt.

Die nötige Rechenleistung für 100..1000 Teile ist heut kein Problem.

Autor: Timbo (Gast)
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Ne, aber das wird den 2. HS auch nicht wiederlegen, und wenn doch, ist 
Dein Modell Müll.

Autor: I_ H. (i_h)
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Darum geht's doch auch garnet. Imho bekommt man so ein viel besseres 
Verständnis der Sachen, und erst wenn man wirklich verstanden hat, kann 
man damit richtig arbeiten.

Autor: Detlev T. (detlevt)
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I_ H. wrote:
> Darum geht's doch auch garnet. Imho bekommt man so ein viel besseres
> Verständnis der Sachen, und erst wenn man wirklich verstanden hat, kann
> man damit richtig arbeiten.

Ich will dich nicht davon abhalten, so etwas zu programmieren. Wem aber 
dabei das physikalische Verständnis fehlt, der wird einer Simulation 
auch nicht mehr "glauben" als den Formeln. Zudem heißt Wissenschaft, vom 
Einzelfall, auch einer einzelnen Simulation, zu abstrahieren. Das ist 
hier nicht gegeben.

Das thermodynamische Gleichgewicht wird zudem theoretisch ja erst nach 
unendlich langer (Rechen-) Zeit erreicht. Selbst wenn die Umsetzung 
einer solchen Simulation physikalisch korrekt wäre, könnte es einen 
Skeptiker doch nie überzeugen, er würde immer ein Haar in dieser Suppe 
finden. Und sei es, dass er behauptet, Schwankungen innerhalb der 
Simulation könnte man ja als Quelle für Wärmekraftmaschinen verwenden, 
selbst wenn diese Schwankungen nur durch die endliche Teilchenzahl, 
endliche Schritte bei der Zeitentwicklung oder schlicht 
Rechenungenauigkeiten verursacht werden.

Autor: autoexec (Gast)
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=>  I_ H.
Das mit der Simulation kann man sich eigentlich sparen. Stell dir 
einfach vor, in der Röhre ist nur ein einziges Molekül, was immer wieder 
elastisch auf die Wände stößt. Dann musst du mir doch zustimmen, dass 
dieses Molekül durch die Gravitation oben in der Röhre langsamer ist als 
unten, oder?
Und der entscheidende Punkt ist, dass die mittlere freie Weglänge, die 
ein Molekül zurücklegt, bevor es auf ein anderes stößt, größer ist als 
die Höhe der Röhre. Sonst stoßen sich die Teilchen größtenteils 
gegenseitig und das Prinzip funktioniert nicht mehr. Deshalb ist 
(zumindest bei der irdischen Schwerkraft) ein extrem niedriger Gasdruck 
nötig. Und der Energietransport ist entsprechend minimal.

Autor: Detlev T. (detlevt)
Datum:

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Heureka! Ich habe ein Perpetuum Mobile entdeckt! Es heißt autoexec, 
läuft und läuft und läuft und widerspricht (verbal) dabei dem 2.HS!

@autoexec:
In der Quelle, die Sven genialerweise gefunden hat, hat Maxwell ja das 
Ganze an Hand eines idealen Gases berechnet und (nach Korrektur seines 
Rechenfehlers) herausgefunden, dass sich eben keine Temperaturdifferenz 
einstellt.

Ein ideales Gas ist dadurch definiert, dass die Wechselwirkung zwischen 
den Teilchen zwar irgendwie vorhanden, aber beliebig klein sein kann. 
Insbesondere ist in diesem Fall die mittlere freie Weglänge der Atome 
beliebig groß. Auf den Druck kommt es daher überhaupt nicht an, 
insbesondere ändert sich am Ergebnis nichts, wenn ich ihn reduziere.

SIEH ES ENDLICH EIN! (Ich bitte die anderen um Entschuldigung, dass ich 
hier laut geworden bin.)

Autor: I_ H. (i_h)
Datum:

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Die Frage ist eher, wie sich das verhält wenn andere Teilchen dabei 
sind. Wenn ihr die Statistik herleiten könnt aus der sich dann der 
Temperaturverlauf ergibt ist das ok - ich könnte es jetzt aus'm 
Stehgreif nicht.

Es gibt viele witzige Sachen die man besser versteht wenn man selber mal 
ein kleines Prog geschrieben hat, das nur die gegebenen Regeln umsetzt 
und dann merkwürdige Effekte produziert. Zb. die Lagrange-Punkte: 
http://de.wikipedia.org/wiki/Lagrange-Punkt


Das der 2. HS der Thermodynamik nicht bewiesen ist, hab ich im anderen 
Thread schon geschrieben.

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