Es gibt mindestens zehn binäre Mischungen, im thermischen Gleichgewicht, bei denen die Gasphase, in einem Druck- und Temperaturbereich, dichter ist als die flüssige Phase.

Diese Dichteinversion wird Barotropie genannt und ist seit 1906 auch experimentell bekannt:

https://de.wikipedia.org/wiki/Barotropie#Barotropisches_Ph%C3%A4nomen

Dieses erste Beispiel verwendet Wasserstoff und Helium.

Ein zweites ist die Mischung Argon - Nonan:

https://books.google.de/books?id=4D6EBwAAQBAJ&printsec=frontcover&dq=ptb+75+jahre&hl=de&sa=X&ved=2ahUKEwiXq6_N9a_vAhWFLOwKHengBeUQ6AEwAHoECAYQAg#v=onepage&q=nonan&f=false

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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.

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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.

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