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Neue regenerative Energiequellen 17 Nov 2021 13:39 #97130

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Bekanntlich gibt es im Laufe eines Tages beträchtliche Temperaturschwankungen. Damit könnte man ein kaltes Reservoir kühlen und ein warmes Reservoir wärmen. Die Temperaturdifferenz könnte z.B. mit einem Stirlingmotor genutzt werden. Ist es wirklich sicher, dass diese Energiequelle zu ineffektiv ist?

Es gibt auch immer wieder atmosphärische Schwankungen in Druck und Luftfeuchtigkeit, die genutzt werden könnten. Ist es wirklich sicher, dass diese Energiequellen zu ineffektiv sind?

Der Königsweg wäre natürlich ein Perpetuum mobile 2. Art. Der Wikipedia-Artikel enthält zahlreiche Hinweise, dass die Frage der Allgemeingültigkeit des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik noch offen ist. Ich habe selbst hier im Forum vor einigen Wochen eine Idee, basierend auf Symmetriebetrachtungen, vorgestellt (inzwischen gelöscht). Auch die Frage des Maxwellschen Schwingtüren-Druck-Dämons (ein Gasmolekül stößt vor eine Schwingtür und gelangt so auf die andere Seite einer Membran, die Tür schließt sich durch eine H-Brückenbindung) ist meines Wissens noch offen. Oder die Frage nach dem Dampfdruck des Suspensionsmittels eines Ferrofluids im Magnetfeld.

Ich habe den Eindruck, dass es auf der einen Seite die präparativen Chemiker gibt, die entsprechende Experimente machen müssten, sich aber scheuen, weil sie Angst haben ausgelacht zu werden, denn von den Grundlagen der Thermodynamik haben sie zumeist nur wenig Ahnung. Und auf der anderen Seite gibt es die Theoretischen Physiker die noch immer davon träumen die Allgemeingültigkeit des 2. Hauptsatzes eines Tages so schön beweisen zu können, wie das Noether Theorem die Allgemeingültigkeit des 1. Hauptsatzes beweist.

Schade, so verpasst die Menschheit möglicherweise eine große Chance. Mir scheint so, als ob auch in diesem Forum nur geringes Interesse besteht über die Problematik zu diskutieren. Vielleicht könnten wir wenigstens darüber diskutieren, warum es kein Interesse gibt :) :)

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Letzte Änderung: von Freddy.

Neue regenerative Energiequellen 17 Nov 2021 15:47 #97138

Der Königsweg wäre natürlich ein Perpetuum mobile 2. Art. Der Wikipedia-Artikel enthält zahlreiche Hinweise, dass die Frage der Allgemeingültigkeit des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik noch offen ist.
...
Und auf der anderen Seite gibt es die Theoretischen Physiker die noch immer davon träumen die Allgemeingültigkeit des 2. Hauptsatzes eines Tages so schön beweisen zu können, wie das Noether Theorem die Allgemeingültigkeit des 1. Hauptsatzes beweist.


Physik ist eine empirische Wissenschaft. Jedes physikalische Gesetz muss sich stets einer experimentellen Prüfung stellen. Wenn eine ausreichende Zahl von Experimenten das Gesetz "bestätigen", dann kann man (bis auf weiteres) von seiner Gültigkeit ausgehen.

Daher ist der 2. Hauptsatz nicht "offen" im Sinne von unsicher. Solange ihn niemand experimentell widerlegen kann, geht man von seiner Gültigkeit aus.

Sollte jemand ihn tatsächlich widerlegen können, wäre ihm eine Reise nach Stockholm sicher. An Motivation sollte es daher nicht fehlen.
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Neue regenerative Energiequellen 17 Nov 2021 16:12 #97141

Es gibt auch immer wieder atmosphärische Schwankungen in Druck und Luftfeuchtigkeit, die genutzt werden könnten. Ist es wirklich sicher, dass diese Energiequellen zu ineffektiv sind?



Die erste Uhr, angetrieben von Änderungen des atmosphärischen Drucks und der Temperatur, wurde von Cornelis Drebbel im frühen siebzehnten Jahrhundert erfunden. 

Die Dinger kann man heute noch kaufen.



Man muss allerdings ziemlich tief in die Tasche greifen, wenn man sich so eine Uhr gönnen will.

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Neue regenerative Energiequellen 17 Nov 2021 17:38 #97143

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@Claus S

Physik ist eine empirische Wissenschaft. Jedes physikalische Gesetz muss sich stets einer experimentellen Prüfung stellen. Wenn eine ausreichende Zahl von Experimenten das Gesetz "bestätigen", dann kann man (bis auf weiteres) von seiner Gültigkeit ausgehen.


Das ist richtig. Aber es wäre ja möglich, dass der 2. HS, wie einst das Gesetz der Massenkonstanz, nur in guter Näherung gültig ist. Und dass es analog zu Kernreaktionen spezielle Systeme gibt, in denen eine heftige Abweichung vorliegt.

Daher ist der 2. Hauptsatz nicht "offen" im Sinne von unsicher. Solange ihn niemand experimentell widerlegen kann, geht man von seiner Gültigkeit aus.


DAS ist es doch gerade, was ich fordere! Einige Theoretische Physiker formulieren die schönsten Beweise, dass es spezielle System geben sollte, in denen der 2. HS nicht gültig ist (siehe Wikipedia "Perpetuum mobile"), aber solange ein solches System nicht experimentell überprüft worden ist, ist der `Beweis´ als höchst strittig anzusehen.

Ich habe hier im Forum selbst ein System vorgestellt, in dem der 2. HS in einem Konflikt mit den Erhaltungssätzen zu stehen scheint. Auf einer Oberfläche werden chirale Moleküle gleichgerichtet abgelagert. Diese so strukturierte Oberfläche sollte (nach allem was wir wissen) mit einem Enantiomeren-reinen chiralen Gas einen irregulären Druck erzeugen. Die experimentelle Überprüfung sollte nicht allzu schwierig sein. In einem gut ausgestatteten Labor sollte das für einen Menschen innerhalb von 6 bis 12 Monaten überprüfbar sein.

Ja, so viele `sollte´, und es kommen noch drei dazu: Das Experiment sollte mal einer machen, der über das Labor und die Manpower verfügt. Sollte jemand tatsächlich den 2. HS widerlegen können, wäre ihm eine Reise nach Stockholm sicher. An Motivation sollte es daher nicht fehlen.

Schade, dass es keiner machen will.

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Neue regenerative Energiequellen 17 Nov 2021 17:46 #97144

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@Pferdefuss

Danke für den Hinweis. Ein solches System in groß schwebte mir vor, als ich das Thema eröffnet habe. Ich sehe es schon kommen. Es bleibt mal wieder an mir hängen auszurechnen, wie viel Energie man für das Pumpen kalter oder warmer (feuchter oder trockener) Luft braucht und wie sich dadurch die Temperatur der Luft erhöht u.s.w.

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Neue regenerative Energiequellen 17 Nov 2021 17:54 #97145

Ich habe hier im Forum selbst ein System vorgestellt, in dem der 2. HS in einem Konflikt mit den Erhaltungssätzen zu stehen scheint. Auf einer Oberfläche werden chirale Moleküle gleichgerichtet abgelagert. Diese so strukturierte Oberfläche sollte (nach allem was wir wissen) mit einem Enantiomeren-reinen chiralen Gas einen irregulären Druck erzeugen. Die experimentelle Überprüfung sollte nicht allzu schwierig sein. In einem gut ausgestatteten Labor sollte das für einen Menschen innerhalb von 6 bis 12 Monaten überprüfbar sein.


Ich fürchte, hier im Forum hat niemand die technischen Möglichkeiten, solche Experimente auszuführen.
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Letzte Änderung: von ClausS.

Neue regenerative Energiequellen 17 Nov 2021 21:42 #97150

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Ich fürchte, hier im Forum hat niemand die technischen Möglichkeiten, solche Experimente auszuführen.


Vielleicht doch, oder es kennt einer einen, der einen kennt ... Außerdem kann man bei diesen theoretischen Betrachtungen schnell einen (essentiellen) Denkfehler übersehen. Und es ist nicht unwahrscheinlich, dass ein User den Denkfehler bemerkt und uns mitteilt.

Es muss ja auch nicht ausgerechnet über die von mir vorgestellte Idee eines PM2 diskutiert werden. Ich meine, schon der Maxwellsche Schwingtüren-Druck-Dämon ist noch nicht ausdiskutiert - wäre natürlich auch schwer experimentell zu überprüfen.

Es gibt einen Raum der durch eine Membran in zwei Hälften geteilt ist. Angenommen das Gas ist Radon, oder I2 ... Die Membran hat Kanäle durch die die Gasatome permeieren können. Die Kanäle sind alle auf einer Seite (B) durch eine Schwingtür in Form eines Naphthalinderivats verschlossen. Frei drehbare Bindung in Position 6 zum Membranpolymer. Die Türen sind zumeist über H-Brücken geschlossen, -OH Gruppe in Position3, können aber durch die Gasatome geöffnet werden. Auf diese Weise gelangen Gasatome von A nach B.

Der 2. HS sagt nun: So wie die geschlossene Tür die Permeation von A nach B bevorzugt, bevorzugt die pendelnde Tür die Permeation von B nach A. Aber stimmt das denn auch?

Das thermodynamische Gleichgewicht, das der 2. HS fordert, ist zugleich ein kinetisches Gleichgewicht und muss bei jeder Temperatur gelten. Gehen wir davon aus, dass es bei Temperatur T gilt. Jetzt erhöhen wir die Temperatur. Dann gibt es gemäß Boltzmann-Verteilung mehr pendelnde Türen und weniger geschlossene Türen als zuvor.

Die Permeation von A nach B sollte sich wenig ändern, denn es treffen durch die höhere Temperatur zwar mehr Gasatome mit hinreichender Energie auf eine geschlossene Tür um sie zu öffnen. Da sich aber auch die Konzentration der geschlossenen Türen verringert hat, sollte der Fluss von A nach B ungefähr gleich bleiben. Aber der Fluss von B nach A sollte sich vergrößern, oder? Bei einer Temperaturerhöhung erhöht sich die Konzentration der pendelnden Türen und die Geschwindigkeit des Pendelns erhöht sich.

So ungefähr hatte ich mir die Diskussion vorgestellt.

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Neue regenerative Energiequellen 20 Nov 2021 16:23 #97293

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Moin Freddy

Bekanntlich gibt es im Laufe eines Tages beträchtliche Temperaturschwankungen. Damit könnte man ein kaltes Reservoir kühlen und ein warmes Reservoir wärmen. Die Temperaturdifferenz könnte z.B. mit einem Stirlingmotor genutzt werden. Ist es wirklich sicher, dass diese Energiequelle zu ineffektiv ist?


Beispiel was wir hier ua. zum laufen brachten:
Kühlen und Heizen des Wohnraums ca. 700m² / Portugal

120 lm Unterboden-Verrohrung - 140 mm Ø - 6 m unter Erdreich.
Kühlt die, über solargespeiste Ventilation eingeführte, Aussenluft Sommer bis 9 C herunter und erwärmt die kühle A-Luft im Winter.
Energieeinsparung ca. 36 - 42%

LG Z.
"Die reinste Form des Wahnsinns ist es, alles beim Alten zu lassen und gleichzeitig zu hoffen, dass sich etwas ändert".
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Neue regenerative Energiequellen 20 Nov 2021 19:42 #97306

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@Z.

Danke. Das ist einfach, aber genial und ermutigend. Es zeigt, dass es noch gute Möglichkeiten gibt regenerative Energien besser nutzen zu können.

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Neue regenerative Energiequellen 21 Nov 2021 14:33 #97336

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Hi Freddy,

nun ein bisschen "geschumelt" haben wir schon... :) Portugal mit teils 320 Sonnentagen (und Winden, p.A im Schnitt von min. 7ms/Küstengebiete), schafft natürlich optimale Grundlagen für solche Projekte. Auf der Liste stand auch ein stromloser (Fehleranfälligkeit max senkend/outdoor) Mini-Kühschrank, der später in Serie produziert werden sollte, mit rein Wärme basiertem Kompressor. Die Idee war ihn in ärmeren Gebieten, zB. in Afrika einzusetzen, wobei das Gerät gleichzeitig Trinkwasser produzieren sollte ... Konnten den Herstellungspreis aber nicht unter 150 Dollar realisieren ... da der Vk max 179 Dollar in Afrika betragen sollte... wurde das Projekt auf Eis gelegt...
Wie auch immer, hier liegt noch so einges in der Schublade...
LG Z.

PS Als Gewinn waren 10 Dollar angesetzt, es ging nicht um Geld...
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Neue regenerative Energiequellen 29 Nov 2021 12:17 #97614

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Ich möchte mit euch einmal über das im Folgenden vorgestellte Perpetuum mobile 2. Art diskutieren. Zuvor sollte sich aber jeder versichern, dass er zumindest auf dem Kenntnisstand des Wikipedia-Artikels ist.

de.wikipedia.org/wiki/Perpetuum_mobile

>Im Jahr 2000 wurden mögliche Verletzungen des zweiten Hauptsatzes in quantenmechanischen Systemen diskutiert. Allahverdyan und Nieuwenhuizen berechnen die Brownsche Bewegung eines Quantenpartikels, das stark an ein Quanten-Wärmebad gekoppelt ist,[4] und zeigten, dass bei tiefen Temperaturen Energie aus einem Wärmebad durch zyklische Variation von Parametern gewonnen werden kann und somit eine scheinbare Verletzung des 2. Hauptsatzes aufgrund von Quanten-Kohärenz-Phänomenen vorliegt. Ihre Arbeit stieß auf Kritik.[5] Nach Capek und Bok (1999)[6] ist der Maxwellsche Dämon unter bestimmten Voraussetzungen zur Selbstorganisation fähig. Dies führe zu einem expliziten Gedankenkonstrukt eines Perpetuum mobiles 2. Art.

[…]

Es scheinen aber immer noch offene Fragen zu existieren. Nach theoretischen Betrachtungen sollte der Effekt in einigen Systemen wesentlich größer sein, als die allgemeine Relativitätstheorie voraussagt.[15][16]
Ilya Prigogine äußert sich in seinem Buch zu der Problematik:
„Tatsächlich wissen wir heute nicht, ob der Zweite Hauptsatz mit all den bekannten Wechselwirkungen zwischen Teilchen, namentlich mit der gravitativen Wechselwirkung, vereinbar ist. … Wir wissen mit anderen Worten nicht, ob die Gravitation in den Zweiten Hauptsatz einbezogen werden kann. Was allerdings die kurzreichweitigen Kräfte der molekularen Wechselwirkungen betrifft, so haben wir gegenwärtig keinen Grund, an der Gültigkeit des Zweiten Hauptsatzes zu zweifeln…“
– Ilya Prigogine[17]


Die Idee wird hier skizziert.

Freddys Grafik

[img ]ibb.co/2NcTj1m[/img]

ibb.co/2NcTj1m


Eine drehbar gelagerte Scheibe (gelb dargestellt) aus einem diamagnetischen Material, das elektrisch nicht leitend ist, ist von einem statisch fixierten Kranz aus Permanentmagneten umgeben (dargestellt als rot-grüne Felder). Die Pole der Permanentmagneten sind alternierend angeordnet.

Im Diamagneten werden die entsprechenden Gegenpole induziert. Die abstoßende Kraft des Kranzes aus Permanentmagneten auf den Diamagneten (bzw. auf die in ihm induzierten Magnete) wirkt direkt auf seine Aufhängung im Zentrum. Es tritt keine Kraftkomponente auf, die den Diamagneten beschleunigen könnte.

Nun wird dem Diamagneten, bzw. der diamagnetischen Scheibe, von außen eine Rotation im Uhrzeigersinn vorgegeben. Der Diamagnet hat eine endliche Relaxationszeit größer als null. Also befinden sich alle induzierten Magnete in der Scheibe nun etwas im Uhrzeigersinn versetzt zu den Permanentmagneten im äußeren (fixierten) Kranz. Auf die diamagnetische Scheibe wirkt eine Kraft, durch die die Scheibe im Uhrzeigersinn beschleunigt wird.

Die induzierten Magnete zerfallen und bilden sich neu, folgenden den veränderten Bedingungen aufgrund der endlichen Relaxationszeit aber stets verspätet, so dass die Scheibe stets im Uhrzeigersinn beschleunigt wird.

Durch das äußere magnetische Wechselfeld kühlt die diamagnetische Scheibe ab. Dadurch vergrößert sich die Relaxationszeit und die Scheibe wird langsamer. Die Scheibe muss von außen, durch die Luft ständig erwärmt werden, um nicht zum Stillstand zu kommen.

Ansonsten optimiert das System seine Rotationsgeschwindigkeit selbst.

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