Warum kann es das Perpetuum mobile nicht geben?
Ich brauche eine gute Antwort,ich eine 8 klässlerin gut verstehen kann.
11 Antworten
Unsere Welt besteht zu 100% aus Energie. Man kann jede Art von Materie in reine Energie umwandeln. Die daraus entstehende Energie = Masse * Lichtgeschwindigkeit² (E=mc²). Man kann zudem auch keine Energie verbauchen, sie wird nur ständig umgewandelt. Was man also nicht kann ist aus 20 Energie plötzlich 40 machen! Es bleibt alles im Gleichgewicht! Wenn man zB ein Rad dreht und dadurch Energie gewinnt (Durch nen Generator) wird man maximal so viel Energie erzeugen wie man dem Rad Energie gegeben hat. Der Körper "verbrät" ja die ganze Zeit Nährstoffe. die sind aber nicht weg, sondern werden nur umgewandelt. Man nennt das ganze in der Physik "Energieerhaltung" dazu gibt es auch nen tollen Ernegieerhaltungssatz welchen ich mir jetzt spare :)
Du sagts: "es gibt eine bestimmte anzahl an Teilchen im Universum und diese ändert sich nicht". Ich muss dir wiedersprechen, denn das Universum dehnt sich mit jeder sekunde exponetiell weiter aus, wobei immer mehr und neue Teilchen entstehen. Auch der Urknall wiederlegt deine Theorie, denn hier ist aus nichts etwas entstanden. Die Annahme im Universum befindet sich alles im Gleichgewicht ist nur die für Physiker wahrscheinlichste aller Theorien, doch fällt einem spätestens bei der Definition von Theorie auf das eben jene nicht zwingen greifen muss, zumal man sie weder beweisen noch wiederlegen kann. Definition Theorie: solange gültig bis durch Praxis wiederlegt.
Das besagen im Grunde 1. und 2. Hauptsatz der Thermodynamik (ein Teilgebiet der Physik). Es gibt zwei Arten von Perpetuum Mobiles.
Erster Art: Diese System erzeugt mehr Energie, als ihm zugeführt wird. Energie steht uns in verschiedenen Formen/Reserven zur Verfügung. Ein Automotor bspw. zieht aus dem Öl im Benzin die nötige Energie um es in Bewegungsenergie umzuwandeln. Insgesamt (im kompletten Universum) geht dabei keine Energie verloren, sondern wird immer nur in eine andere (meist "schlechtere") Form umgewandelt. So geht z.B. beim Bremsen eines Autos die Bewegungsenergie in Wärmeenergie über Reibung über. Wenn jetzt irgendeine Maschine (z.B. eben ein Motor) 20 Einheiten Energie in welcher Form auch immer zur Verfügung gestellt bekommt, kann er niemals mehr als 20 Einheiten Energie in einer anderen Form zur Verfügung stellen (er kann sogar immer nur weniger als 20 Einheiten zur Verfügung stellen, aber das ist etwas anderes). Ein Perpetuum Mobile könnte aus diesen 20 Einheiten mehr als 20 Einheiten einer anderen Energie zur Verfügung stellen, also z.B. 25 Einheiten. Dass das nicht möglich ist, sagt der Energieerhaltungssatz bzw. der 1. Hauptsatz der Thermodynamik.
Zweiter Art: Diese Systeme würden nicht gegen die Energieerhaltung verstoßen. Diese funktionieren so, dass sie die Wärme aus der Umgebung (z.B. Luft oder Wasser) zum Antrieb nutzen. Z.B. ein Boot, welches dem Wasser auf dem es fährt etwas Wärme entzieht (Wärme ist auch eine Energieform) und diese in Bewegungsenergie umwandelt. Wenn man sich auf dem Meer befindet, hat man praktisch unbegrenzt viel Wärmeenergie zur Verfügung.
[Du musst bedenken, dass auch sehr kaltes Wasser noch sehr viel Wärmeenergie besitzt. Die niedrigste Temperatur beträgt (etwa) -273°C, also alles was darüber ist, hat eine Wärmeenergie. Selbst -10°C kaltes Eis, hat also noch sehr, sehr viel Wärmeenergie.]
Weitere Beispiele für diese Art findest du bei Wikipedia.
Dieses Perpetuum Mobile 2. Art ist aber auch nicht möglich und das sagt der 2. Hauptsatz der Thermodynamik. Dieser sagt im wesentlich aus, dass die Wärme niemals von alleine von einem kalten Körper zu einem warmen Körper fließt fließt. Daraus lässt sich nach einigen Überlegungen (die zu kompliziert wären) folgern, dass auch kein Perpetuum Mobile 2. Art möglich ist.
Ich hoffe das ist soweit klar geworden. Du musst sehr vorsichtig sein, weil vieles, was hier von anderen geschrieben wird, totaler Blödsinn ist. Das hat mit Reibungsverlusten relativ wenig zu tun und das Perpetuum Mobile 2. Art wurde hier auch noch gar nicht erwähnt.
Reibungsverluste haben sehr viel mit dem Thema des Perpetuum Mobiles zu tun, denn ohne solche, wäre es vielleicht schon Leonardo Da Vinci möglich gewesen eines zu kreieren. Natürlich ist es uns heutzutage Möglich den Faktor der Reibung aus unseren Gleichungen zu streichen, da wir diesem Problem mit einem Teilchenleeren Raum beikommen können, doch wäre es vermessen zu sagen das wir hier für 0% Energieverlust garantieren könnten.
Weil es den Gesetzen der Physik widerspricht.. Es kann keine Energie aus dem nichts erzeugt werden..
(...)
Aufgrund von Erkenntnissen aus der Thermodynamik (Wärmelehre, einem Teilgebiet der Physik) ist es seit langem gesichert, dass ein Perpetuum mobile auf der Basis der vier Grundkräfte der Physik nicht existieren kann; Theorien, welche die Existenz eines Perpetuum mobiles behaupten, gelten darauf aufbauend als pseudowissenschaftlich. Heutige Vertreter solcher Theorien weichen deshalb häufig auch auf andere Bezeichnungen aus, zum Beispiel „Konverter für Freie Energie". Hierbei darf der esoterisch belegte Begriff der Freien Energie nicht mit dem wissenschaftlich-thermodynamisch belegten Begriff für die Freie Energie verwechselt werden.
Der Begriff „Perpetuum mobile“ bezieht sich im klassisch physikalischen und patentrechtlichen Sinne auf ein abgeschlossenes System, in dem gemäß dem Energieerhaltungssatz keine Energie entstehen oder verschwinden kann. Dies bedeutet nicht, dass eine „von selbst“ laufende Maschine, welche scheinbar Energie produziert, zwangsläufig ein Perpetuum mobile sein muss. Eine solche Maschine muss nicht unbedingt ein abgeschlossenes System im Sinne der Energieerhaltung sein, da diese möglicherweise Energie mit ihrer Umwelt austauscht. Wenn eine Maschine scheinbar aus dem Nichts Energie erzeugt, dann befindet sich entweder diese Energie innerhalb des Systems bereits in einer anderen Form (Energieniveaus über der Nullpunktenergie und Vorhandensein eines Energiegradienten) oder sie wird von außen zugeführt (z. B. über Strahlung). Diese Energie wird dann in eine neue Energieform umgewandelt. http://de.wikipedia.org/wiki/Perpetuum_mobile
Der Energieerhaltungssatz ist kein Gesetz, sondern die für uns wahrscheinlichste Theorie zum klären unserer Energie berechnungen. Die Definition von Theorie jedoch besagt: solange gültig bis durch die Praxis widerlegt. Es ist weder möglich den Energieerhaltungssatz zu beweisen, noch ihn als Unfug ab zu tun, denn das einzige uns bekannte geschlossene System, in dem ein solches Experiment durchgeführt werden müsste, wäre das Universum und selbst hier kann man es nicht mit 100 prozentiger Wahrscheinlichkeit sagen, geschweige denn beweisen. Ein Perpetuum Mobile als Blödsinn abzutun wäre ideotisch, denn auch wenn wir momentan nicht fähig sind eines zu kreieren, wer sagt das nicht in der Zukunft Möglichkeiten gefunden werden eben jenes zu errichten?
Weil es immer Umwandlungsverluste gibt, so geht z.B. bei der Stromerzeugung Waerme verloren, so dass nicht die Ganze Ausgangsenergie in Elektrische Energie umgewandelt werden kann. Da es auch diese Umwandlungsverluste gibt gibt es keine Maschiene die sich selbst in Bewegung halten kann ohne fremde Energie, deshalb kann es nicht funktionieren.
Naja nehmen wir an es gäbe eine Maschine die 100% der Energie umwandelt. Dennoch hätte man kein Perpetuum Mobile. Dazu müsste sie mindestens etwas mehr erzeugen als man hineinsteckt. Das geht nicht!
Ja mit eine Subraleitenten Elekromotor waehre das Moeglich nur abeite diese bisher nur im Labor bei - 260 Grad Celsius. Dieser schaf 100 % Wirkunggrad aber eine Maschine mit ueber 100% ist bisher nicht einmal theoretisch machbar.
Weil alles auf dieser Welt einen Anfang und ein Ende haben muss
Würde es ein Perpetuum Mobile geben würde dies das komplette Universum aus dem Gleichgewicht bringen! Es gibt eine bestimmte Anzahl an Teilchen im Universum und diese ändert sich nicht!