Was ist an folgender Erfindungsidee zu kritisieren?
Gegeben ist das unten skizzierte System. Dieses stellt ein leistungsstarkes Perpetuum mobile 2. Art (PM2) dar. Ein System von der Größe eines Windradturms kann ungefähr die durchschnittliche Leistung von 20 Windrädern ersetzen, ist dabei aber DEUTLICH weniger volatil. Außerdem sind Windräder schlecht für Flugtiere und verschlechtern das Klima; insbesondere sorgen sie für Austrocknung im direkten Lee und durch Verhinderung des Aufstiegs von Kondensationskeimen für verminderte Niederschläge hunderte Kilometer entfernt.
Auch diese Probleme entfallen im Fall eines PM2. Ein PM2 würde wegen seines Kältespots sogar für etwas mehr Feuchtigkeit sorgen.
Beschreibung: Das Herz des Systems ist ein Ferrofluid (olivgrün dargestellt). Suspensionsmittel für die Magnete soll eine Mischung aus Cryofluoran und Neopentan sein, deren Mischungsverhältnis so eingestellt ist, dass die Dichte des Ferrofluids knapp unter der Dichte von 20%igem Ammoniakwasser (20Aw) liegt. Die Dichte von 20Aw beträgt 0,925 kg/l. 20Aw ist unter den Systembedingungen von -37°C bis über 60°C flüssig.
Das Ferrofluid hat eine Dichte von 0,922 kg/l bei einem Mischungsverhältnis von 35,4Vol% Cryofluoran und 64,6Vol% Neopentan. Es ist ebenfalls im genannten Bereich flüssig. Sein Dampfdruck beträgt bei 20°C ca. 1,58 bar. Das System steht also unter leichtem Überdruck, der sich technisch gut beherrschen lässt und keine Unfallgefahr birgt.
Man könnte die Leistungsdichte des PM2 stark vergrößern, wenn man einen größeren Überdruck riskieren würde. Unter Verwendung einer Mischung von z.B. Ethan und Hexafluorethan wäre die Leistungsdichte ca. 15 mal größer als im dargelegten Beispiel, aber man müsste dafür einen Überdruck von 33 bar beherrschen (was ebenfalls noch machbar ist).
Neben dem Ferrofluid gibt es als zweite flüssige Phase das schon genannte 20Aw (blau dargestellt) und eine Salzlösung (bunte Punkte in blauer Matrix), getrennt durch eine semipermeable Membran (lila, links unten). Die Salzlösung soll im Gleichgewicht (osmotischer Druck gleich hydrostatischer Druck) 150 m über der semipermeablen Membran (permeabel für H2O und NH3, nicht permeabel für Ionen) stehen. Das ist der Fall wenn in 1 Liter 0,559 Mol gelöst sind. Eine entsprechende LiF-Lösung (dissoziiert in 2 Ionen) hat eine Dichte von 930 kg/m³.
7 Antworten
Da gibt es dummerweise Naturgesetze, die der Sache im Wege stehn. Aber ich will Dich nicht dran hindern, Deine Experimente durchzuführen. Du solltest halt nur nicht zu traurig sein, wenn es rausgeworfenes Geld war.
Kurz gesagt genügt es, wenn Du letztendlich Energie aus dem Nichts erschaffen willst.
Das ist bei einem PM zweiter Ordnung nicht ganz der Fall. Ein PM zweiter Ordnung würde ohne Hilfsenergie der Umgebung Wärme entziehen können und dadurch zB der Warmen Luft Energie entziehen.
Es verstößt nicht gegen die Energieerhaltung beruht aber darauf, dass sich Wärmeenergie auch ohne ein Temperaturgefälle nutzen ließe, darüber hinaus hätte es so einen Wirkungsgrad von 100%.
darüber hinaus hätte es so einen Wirkungsgrad von 100%.
Das wird zwar immer verallgemeinernd behauptet, stimmt aber nicht. Die aus der Wärmeenergie erhaltene Nutzenergie ist kleiner als die Wärmeenergie. Erst wenn die Nutzenergie verbraucht wird, werden System und Umgebung auf die ursprüngliche Temperatur erwärmt.
Es hat die Eigenschaft, dass es die Wärmeenergie vollkommen nutzen kann. Nehmen wir also an du hast ein PM2t in einem Raum welches Strom erzeugt. Der Generator mit Mechanik hat einen Wirkungsgrad von 80%. Das PM2 treibt diesen mit der Wärmeenergie an und 20% der Bewegungsenergie werden nun wieder in Wärme umgewandelt die das PM2 wieder als Antrieb nutzen kann. Das PM2 kann also im Endeffekt seine eigene Abwärme als Antrieb verwenden womit effektiv der Wirkungsgrad bei 100% ist, weil es eben die gesamte Energie (auch die Verluste) nutzen kann.
Der direkte Wirkungsgrad der Teilleistungen muss natürlich dafür nicht 100% sein es reicht wenn es die eigenen Verluste wieder als Antrieb nutzen kann, was bei so einem System immer bis zu einem gewissen Grad gegeben ist bis es eben auf eine Minimaltemperatur abgekühlt ist.
Wenn man es so betrachtet o.k. Aber im Betrieb werden sowohl innen als auch außen Temperaturgradienten erzeugt.
Das natürlich schon aber der Wirkungsgrad ist ja nur der Koeffizient zwischen Aufgenommener und abgegebner Leistung bzw wenn mans über einen längeren Zeitraum betrachtet von der Energie.
Sofern die gesamte verfügbare Energie umgewandelt werden kann ist der Wirkungsgrad eben 100% was ja an sich kein Problem darstellt. Ein Elektrischer Heizkörper hat zB einen Wirkungsgrad von 100%.
Aber die Energie muss zurückgeführt werden. Erst wenn die außen gespeicherte Energie genutzt wird, erwärmt sich die Umgebung und kann die gesamte aus dem System zuvor abgezogene Energie wieder zuführen, und erst dann sind wir bei 100%.
Genau aber das ist im Endeffekt ja bei jedem System so. Auch ein Perpetuum Mobile mit einer Wirkungsgrad über 100% könnte man mit so einer Argumentation auf 80% Wirkungsgrad runter bringen, wenn man sagt, dass man nicht die Gesamte Energie nutzen wird. Im Endeffekt muss man sein Bezugssystem nur entsprechend wählen und man kann quasi jeden möglichen Wirkungsgrad erreichen.
Gab ja bei dem Verbot der Glühbirnen in der EU auch die Argumentation, diese eben nicht mehr als Glühbirnen sondern als Heizmittel zu verkaufen. Der Wirkungsgrad wäre in diesem Fall 80% gewesen, manche haben ja auch gesagt der Wirkungsgrad sei 100% weil die Gesamte Energie genutzt wird, zum einen zum Beleuchten zum anderen zum Heizen.
Und das wobei im neuen Jahr das Heizen teurer und der Strom billiger wird ;-)
Was sagst Du hierzu:
https://www.spektrum.de/lexikon/physik/perpetuum-mobile-zweiter-art/11068
<<Dem widerspricht der zweite Hauptsatz der Thermodynamik. In einer seiner Formulierungen nach Planck besagt er, daß es unmöglich ist, ein Perpetuum mobile zweiter Art zu konstruieren, d.h. eine periodisch funktionierende Maschine, die weiter nichts bewirkt als Heben einer Last und Abkühlung eines Wärmereservoirs: Wärmeenergie kann nicht vollständig in Arbeit umgewandelt werden.>>
Wärmeenergie kann nicht vollständig in Arbeit umgewandelt werden.
Das stimmt. Das geht auch bei meiner Idee nicht.
In einer seiner Formulierungen nach Planck besagt er, daß es unmöglich ist, ein Perpetuum mobile zweiter Art zu konstruieren, d.h. eine periodisch funktionierende Maschine, die weiter nichts bewirkt als Heben einer Last und Abkühlung eines Wärmereservoirs:
Auch das stimmt vermutlich. Mein Idee arbeitet nicht periodisch, sondern hat nur einen einzigen Zustand, eben mit einer makroskopischen Wärmebewegung, die genutzt wird.
Daraus kann man aber nicht folgern, dass es allgemein unmöglich ist ein PM2 zu konstruieren, lediglich bestimmte Arten eines PM2 sind unmöglich. Die Mehrzahl der heutigen Fachleute schließen ja auch die mögliche Existenz eines PM2 explizit nicht aus, siehe den Wikipedia-Artikel.
Hmm. Wenn System und Umgebung im thermischen Gleichgewicht stehen, dann ist in ALLER Regel der Wärmefluss in das System exakt so groß wie der Wärmefluss heraus. PM1 ist unmöglich - da sind wir uns einig. Für ein PM2 muss man sich sehr viel Mühe geben, und selbst wenn es einem gelingt, dann ist die Leistungsdichte derart gering, dass sie in der Nähe der Nachweisgrenze ist und man selbst als Professor für Physik keine Anerkennung bekommt. Siehe Prof. Turtur und seine Arbeiten.
Das Problem ist, dass die meisten Menschen SEHR viel Angst vor neuen Ideen haben, besonders wenn diese scheinbar alteherne Gesetze `angreifen´.
Er wurde unter Druck gesetzt ... Was meinst du wohl, warum ich hier ausgerechnet auf GF aktiv bin und nach Möglichkeit anonym agiere?
Man muss aber auch festhalten, dass meines Wissens Turtur bisher keine Apparatur bauen konnte, die eine nennenswerte Leistungsdichte hatte.
Die Leistung in der Anordnung wird hauptsächlich beschränkt dadurch, das der Kreisstrom bewirkt, dass das Gas durch das Fluid diffundieren muss, und Diffusion ist makroskopisch ein sehr sehr langsamer Prozess. Daher könnte die Anordnung im Prinzip funktionieren, aber deren Leistung wäre so gering, das sie nicht einmal gemessen werden kann.
Hinzu kommt das der Kreisstrom Anreicherungen und Abreicherungen bewirkt, bis sich ein dynamisches Gleichgewicht eingestellt hat, was ebenfalls limitiert.
Naja ein Perpetuum Mobile 2ter Art ist hald leider ebenfalls nicht realisierbar, sofern der zweite Hauptsatz der Thermodynamik eine Gültigkeit hat.
Bisher hat hald noch niemand geschafft den zu wiederlegen, du kannst natürlich versuche in dieser Richtung anstellen und versuchen den zweiten Hauptsatz zu wiederlegen. Wenn dir das nicht gelingt wird auch diese Maschine nicht funktionieren, da sie gegen eben genau diesen Verstößt solange man keine Kalte und keine Heiße Seite hat. IdR bildet sich eben auch bei einem instabilen System ein Gleichgewichtszustand aus, der möglicherweise nicht sehr stabil ist aber dennoch eine Ruhelage des Systems ist, zB ein Pendel welches auf dem Kopf steht.
Ich erzeuge eine makroskopische Wärmebewegung, die sich nutzen lässt. Die Allgemeingültigkeit des 2. HS ist noch offen.
Die Allgemeinegültigkeit des 2. Hauptsatzes ist nicht bewiesen aber ebenfalls nicht wiederlegt, sieh wird daher angenommen.
Deine Anordnung verstößt aber eben genau gegen diesen, damit du also davon ausgehen kannst, dass deine Anordnung funktioniert musst du erstmal den 2 HS widerlegen.
Du kannst natürlich eine Wärmebewegung erzeugen aber das Problem ist, dass diese eben nicht freiwillig ablaufen wird selbst in einem instabilen System nicht. Das System pendelt sich auf ein lokales Minimum ein und bleibt dann stehen. Diesem kannst du nur entgegen wirken indem du eine Seite deines Systems kühlst dann kannst du die Wärmeenergie nutzen sonst eben nicht. Es muss also ein Temperaturgefälle erzwungen werden weil sich sonst das System immer in eine Ruhelage einschwingen wird. Sofern du dieses Temperaturgefälle künstlich erzeugst bist du am Ende eben bei einer normalen Wärmekraftmaschine.
Solange also der 2 HS Gültigkeit hat, sprich kein Gegenbeispiel gefunden wurde geh ich davon aus, dass sich deine Maschine in eine Ruhelage einschwingen wird, du kannst aber natürlich einen Prototypen machen und zeigen, dass es funktioniert.
Die makroskopische Wärmebewegung ist essentieller Teil des Fließgleichgewichts.
du kannst aber natürlich einen Prototypen machen und zeigen, dass es funktioniert.
Ich hoffe darauf dass ein Experimentalphysiker Lust auf Überprüfung hat. Ich habe Hamburger2 beschrieben, wie ein erstes Experiment aussehen könnte.
Ich weiß nicht wie das Fließgleichgewicht hier einen konstanten Wärmefluss erzwingen würde. Das Fließgleichgewicht ist auch gewährleistet wenn sich das Gesamtsystem im Gleichgewichtszustand befindet. Im Endeffekt ists ja nichts anderes als die Massenerhaltung die muss natürlich überall gelten erzwingt aber keinen konstanten Energiefluss.
Naja du kannst ja auch selbst einen Versuch durchführen der das nahe legt.
Leider gibt es keine Perpetuum Mobiles da sie immer irgendwie den thermodynamischen Grundsätzen widersprechen.
Das System ist kein PM1 sondern ein PM2. 1.HS ist mittels Noether Theorem bewiesen, Allgemeingültigkeit des 2. HS ist noch offen, siehe wikipedia-Artikel PM und z.B. Äußerungen von Prigogine dazu.
Eine Einzelperson könnte keine Experimente organisieren oder bezahlen.