THEMA:

Leider tun sich oft auch intelligente Physiker und Physikochemiker mit den Lücken des 2. Hauptsatzes sehr schwer. Ich habe hier ein sehr einfaches Perpetumm mobile 2. Art beschrieben, dass eigentlich jeder Physiker verstehen sollte. Siehe
umwelt-wissenschaft.de/forum/massnahmen-...energiequellen#97614

oder einfach

ibb.co/2NcTj1m

Das dort vorgestellte PM2 ist zwar einfach zu verstehen, hat aber eine extrem niedrige Leistungsdichte. Deshalb will ich im folgenden Text ein leistungsstarkes PM2 vorstellen. Seine Leistungsdichte beträgt mehr als das 10-fache einer Windkraftanlage, zudem bei einer sehr geringen Volatilität. Ich werde versuchen es so zu erklären, dass es jeder verstehen kann.

Analysieren wir zunächst, warum das folgende System weder ein PM1 noch ein PM2 sein kann:

ibb.co/9TLq5ng

Gegeben ist ein Gefäß das wie ein O-Rohr geformt ist. Im rechten Schenkel ist das O-Rohr mit einer Lösung gefüllt (dunkel-Blau mit Punkten dargestellt), im linken Schenkel und unten ist das Gefäß mit dem reinen Lösungsmittel gefüllt (hell-Blau). Getrennt werden beide Phasen durch eine semipermeable Membran, die durchlässig für Lösungsmittel ist, aber undurchlässig für den gelösten Stoff. Über den beiden Flüssigkeitspegeln ist der Gasraum (Gelb). Es soll Thermodynamisches Gleichgewicht herrschen. Im Innern des Gefäßes befindet sich eine Umlaufkette (Braun).

Angenommen ein Dummkopf versucht nun, aus dem System ein PM1 zu machen. Er behauptet:

"In die semipermeable Membran mache ich ein Loch. Die kugelförmigen Kettenglieder ersetze ich durch schlanke, eiförmige Kettenglieder, die Verbindungsstücke mache ich etwas dicker und sowohl die Kettenglieder als auch die semipermeable Membran sollen aus einem Elastomer bestehen. Dann kann ich die Kettenglieder durch das Loch in der semipermeablen Membran führen. Und im rechten Schenkel bekommen die Kettenglieder dann einen Auftrieb. Also wird die Umlaufkette ständig rechts angehoben und links nach unten gezogen, bewegt sich also von selbst und dreht das Zahnrad mit."

Was könnte man dem antworten? Zunächst würde man darauf verweisen, dass durch das Noether Theorem mathematisch bewiesen ist, dass in unserem Universum jede Form der Energieerzeugung aus dem Nichts unmöglich ist. Des weiteren würde man erklären, dass beim Durchtritt des eiförmigen Schwimmkörpers durch die semipermeable Membran Volumenarbeit gegen den großen hydrostatischen Druck geleistet werden muss. Beim Durchtritt sinkt der Flüssigkeitspegel im linken Schenkel noch tiefer und der Flüssigkeitspegel im rechten Schenkel steigt noch höher. Die gesamte Flüssigkeitssäule im rechten Schenkel wird um das Volumen des Schwimmkörpers nach oben verschoben. Tritt der Schwimmkörper oben wieder aus, dann geschieht dies bei kleinem Druck. Die Flüssigkeitssäule im rechten Schenkel sinkt nur an der Oberfläche um das Volumen des Schwimmkörpers, d.h. die zuvor investierte Volumenarbeit kann nicht zurückgewonnen werden. Diese Differenz in der Volumenarbeit ist genau die Energie, die man durch den Auftrieb gewinnen könnte. Auf die verschiedenen Seiten der Umlaufkette wirken also in der Summe gleichgroße Kraftkomponenten nach unten und nach oben.

Angenommen der Dummkopf versucht nun, aus dem System ein PM2 zu machen. Er behauptet:

"Im linken Schenkel hat das reine Lösungsmittel einen höheren Partialdruck als die Lösung im rechten Schenkel. Also wird ständig der Dampf des Lösungsmittels an der Oberfläche der Lösung im rechten Schenkel kondensieren."

Was könnte man dem antworten? Man würde darauf verweisen, dass der 2. Hauptsatz der Thermodynamik zwar nicht mathematisch bewiesen ist wie der 1. Hauptsatz, dass aber die Allgemeingültigkeit des 2. Hauptsatzes für die meisten Systeme bewiesen ist, so auch hier. Das Gas unterliegt im linken Schenkel der Gravitation, ist also unten dichter als oben. Dies wird mit der barometrischen Höhenformel berechnet. Im linken wie im rechten Schenkel herrscht auf Höhe der Oberfläche der Lösung der selbe Partialdruck.

Dies soll einmal an einem Beispiel näherungsweise vorgerechnet werden. Angenommen wir haben bei 20°C eine 0,1 molare NaCl-Lösung. Diese dissoziiert vollständig in 0,2 mol Ionen pro Liter. Also enthält 1m^3 200 Mol Ionen (Teilchen, Partikel).

Dann beträgt an der semipermeablen Membran die osmotische Druckdifferenz pi [alle Werte in SI-Einheiten].

pi = nRT/V = 200 * 8,3144 * 298 /1 = 4,955E5 Pa

Dieser osmotische Druck muss von dem hydrostatischen Druck kompensiert werden. Die Gewichtskraft der Flüssigkeitssäule im rechten Schenkel muss also 4,955E5 N pro m^2 betragen. Bei einer Dichte der Lösung von 1 kg/L ergibt sich eine Höhe von

4,955E5 N = 1000 kg/m^3 * 9,81 m/s^2 * h
h = 50,51m

Welchen Partialdruck hat das Wasser (reines Lösungsmittel) bei 20°C? Das kann näherungsweise aus der Clausius-Clapeyron´schen Gleichung berechnet werden, sofern man die Verdampfungsenthalpie des Wassers kennt. Man kann den Wert auch einfach in Tabellen nachsehen.

Er beträgt bei 20°C 2339,3 Pa
www.internetchemie.info/chemie-lexikon/d...asser-dampfdruck.php

Welchem Druck entspricht dies in 50,51m Höhe? Gemäß der barometrischen Höhenformel gilt
de.wikipedia.org/wiki/Barometrische_Höhenformel

p(50,51) = 2339,3*exp(-mgh/RT) = 2339,3Pa * exp(-18E-3 * 9,81 * 50,51/(8,3144 * 293) =
2339,2Pa * 0,996345 = 2330,65 Pa

Welchen Dampfdruck hat die Lösung? Dies wird über den Molenbruch berechnet. In 1m^3 Lösung sind 1000kg / 18E-3 kg/Mol = 5,5555E4 Mol Wasser. Außerdem haben wir 200 Mol Ionen, die jeweils von 6 Molekülen Wasser hydratisiert sein sollen. Also erniedrigt sich die Molzahl an Wasser auf 5,5555E4 – 200*6 = 5,43556E4 Mol.

Damit ergibt sich der Molenbruch zu 5,43556E4 / (5,43556E4 + 200) = 0,996334
Daraus ergibt sich ein Druck an der Oberfläche der Lösung von 2339,2Pa * 0,996334 = 2330,62 Pa

Das entspricht im Rahmen der Rechen- und Annahmegenauigkeit genau dem zuvor berechneten Druckabfall im Gas aufgrund der Gravitation. Bedenkt man, dass sich das gelöste Salz aufgrund seiner höheren Dichte gegenüber Wasser unten anreichert und berücksichtigt die erhöhte Dichte der Lösung, erhält man für beide Schenkel exakt denselben Partialdruck auf Höhe der Oberfläche der Lösung. Das System ist also auch kein PM2.


Analysieren wir nun das folgende System, das zunächst sehr ähnlich erscheinen mag:

ibb.co/7RJBqsr

Gegeben ist wieder ein Gefäß das wie ein O-Rohr geformt ist. Gefüllt ist das O-Rohr mit einem Ferrofluid (dunkel-Blau dargestellt). Das Ferrofluid ist mittels Permanentmagneten nach rechts verschoben. Im rechten Schenkel steht der Flüssigkeitspegel höher als im linken Schenkel. Über den beiden Flüssigkeitspegeln ist der Gasraum (Gelb). Es soll thermisches Gleichgewicht herrschen. Im Innern des Gefäßes befindet sich eine Umlaufkette (Braun).


Angenommen der Dummkopf versucht nun wieder, aus dem System ein PM1 zu machen. Er behauptet:

"Das Eintauchen eines Schwimmkörpers erfordert so viel Arbeit, wie später beim Auftauchen zurück gewonnen werden kann. Im rechten Schenkel bekommen die Schwimmkörper einen Auftrieb. Also wird die Umlaufkette ständig rechts angehoben und links ständig nach unten gezogen, bewegt sich also von selbst und dreht das Zahnrad mit."

Was könnte man dem antworten? Zunächst würde man darauf verweisen, dass durch das Noether Theorem mathematisch bewiesen ist, dass in unserem Universum jede Form der Energieerzeugung aus dem Nichts unmöglich ist. Des weiteren würde man ihm zustimmen, dass das Eintauchen eines Schwimmkörpers so viel Arbeit erfordert, wie beim Auftauschen zurück gewonnen werden kann. Aber aus dem Noether Theorem und dem Energieerhaltungssatz folgt gerade, dass der Auftrieb, den die Schwimmkörper im rechten Schenkel erhalten, exakt so groß ist, wie der Auftrieb den sie im linken Schenkel erhalten, der sich aus dem barometrischen Druckabfall von unten nach oben ergibt.

Angenommen der Dummkopf versucht nun, aus dem System ein PM2 zu machen. Er behauptet:

"Im rechten Schenkel mag das Ferrofluid auf Höhe des Flüssigkeitspegels denselben Partialdruck wie im linken Schenkel haben. Aber im linken Schenkel ist der Partialdruck über dem Flüssigkeitspegel zu klein, um die barometrische Druckzunahme der Gasphase mit sinkender Höhe auszugleichen. Also wird im linken Schenkel ständig der Dampf des Lösungsmittels an der Oberfläche der Lösung kondensieren. Dadurch steigt auch im rechten Schenkel der Flüssigkeitspegel, so dass dann dort der Partialdruck über der Flüssigkeit höher ist als der Dampfdruck im linken Schenkel. Es ergibt sich ein Kreislauf!"

Was könnte man dem antworten? Man würde darauf verweisen, dass der 2. Hauptsatz der Thermodynamik zwar nicht mathematisch bewiesen ist wie der 1. Hauptsatz, dass aber die Allgemeingültigkeit des 2. Hauptsatzes für die meisten Systeme bewiesen ist.

Man würde zunächst noch einmal versuchen, die Gemeinsamkeit und Unterschiedlichkeit der Systeme auf den Punkt zu bringen. Betrachten wir diese Skizze.

ibb.co/GRrpNzM

Im linken wie im rechten System wird der Schwimmkörper unten eingeführt. Und er muss links wie rechts Flüssigkeit von unten nach oben verdrängen. Im linken System wird die Gewichtskraft der Flüssigkeit von der Membran gehalten, die vom Schwimmkörper durchstoßen wird. Im rechten System wird die Gewichtskraft der Flüssigkeit von den äußeren Magneten gehalten und außerhalb des Systems gelagert. Deshalb muss der Schwimmkörper im linken System beim Eindringen Arbeit gegen die Gewichtskraft der Flüssigkeit leisten, während er im rechten System nur Flüssigkeit auf einer (nahezu) indifferenten Potenziallinie verschiebt. Deshalb erfährt der Schwimmkörper im linken System, nach dem Eindringen, einen energetisch nutzbaren Auftrieb, der die zuvor geleistete Arbeit kompensiert. Im rechten System erfährt der Schwimmkörper keinen Auftrieb, da zuvor beim Eindringen auch keine Arbeit geleistet werden musste.

Nun ein wenig zum theoretischen Hintergrund:

Es geht um Thermodynamik, langreichweitige Kräfte und ein System jenseits des Gleichgewichts. Und einige Aussagen der Thermodynamik scheinen hier in einem inneren Konflikt zueinander zu stehen, bzw. stoßen an die Grenzen ihrer Gültigkeit.

Ferrofluide sind kinetisch stabile Suspensionen; thermodynamisch sind sie jedoch instabil. Durch ihre thermodynamische Instabilität und das Phänomen, dass sich ihre nanoskopischen Magnete auch im Kräftegleichgewicht ständig neu orientieren, lassen sich die Gesetze der Gleichgewichtsthermodynamik nicht ohne weiteres auf sie anwenden.

Wir haben es bei den magnetischen Kräften, mit denen das Ferrofluid nach oben gezogen wird, mit einer langreichweitigen Kraft im Sinne von Ilya Prigogine zu tun (alleiniger Chemie-Nobelpreis 1977 für seine Arbeiten auf dem Gebiet der Nichtgleichgewichts-Thermodynamik).
de.wikipedia.org/wiki/Perpetuum_mobile

>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[14]

Und natürlich wirkt über die barometrische Höhenformel eine zweite langreichweitige Kraft, nämlich die Gravitation.

Außerdem wird zwar die Flüssigkeit/Suspension über magnetische Kräfte nach oben gezogen, aber diese wirken weder auf die Gasmoleküle noch die Lösungsmittelmoleküle. Die Lösungsmittelmoleküle werden über selbstorganisierte, elektrostatische Kräfte in atomarer Größenordnung nach oben gezogen. An den magnetischen Kernen sind über chemische Bindungen Ketten aus Kohlenwasserstoffen angebracht. Wandern die magnetischen Kerne nach oben, ziehen diese ihre Ketten aus Kohlenwasserstoffen mit. Und diese ziehen über fluktuierende, induzierte Dipole die Lösungsmittelmoleküle mit nach oben. Ein makroskopisches elektrostatisches Feld gibt es dabei natürlich nicht. Deshalb haben wir es mit selbstorganisierten Kräften im Sinne von Capek und Bok zu tun.

de.wikipedia.org/wiki/Perpetuum_mobile

>Nach Capek und Bok (1999)[6] ist der Maxwellsche Dämon unter bestimmten Voraussetzungen zur Selbstorganisation fähig. Dies führt zu einem expliziten Gedankenkonstrukt eines Perpetuum mobiles 2. Art.

In einem PM2 stellt die gerichtete Nettobewegung des Gases eine makroskopische Wärmebewegung dar, ähnlich wie die Supraleitung einen makroskopischen Quantenzustand darstellt.


Rechnen wir die Sache mal durch. Das Lösungs- oder Dispersionsmittel eines Ferrofluids ist häufig Kerosin, ein langkettiges Kohlenwasserstoff. Dieses ersetzen wir durch ein kurzkettiges Kohlenwasserstoff, z.B. Neopentan C5H12, MG= 72,15, was die Stabilität des Ferrofluids nicht beeinträchtigen sollte.
de.wikipedia.org/wiki/Neopentan
und
de.wikipedia.org/wiki/Pentane

Der Dampfdruck des reinen Lösungsmittels beträgt bei 20°C 1456 mbar.

Wie ist der Dampfdruck des Ferrofluids? Wir gehen von 17,7 Vol.% magnetischer Partikel mit einem Durchmesser von 10 nm aus. Quelle:

pubs.rsc.org/en/content/getauthorversionpdf/d0sm01426e

>In our study, we employed the  properties  of  a  widely  used  and  commercially  available  oil‐ based ferrofluid (EMG901, Ferrotec), containing a suspension of 10  nm  diameter  Fe3O4  nanoparticles  (17.7  vol%  Fe3O4). 

Ein magn. Teilchen hat ein Volumen von 4/3 pi (5E-9m)^3 = 5,236E-25m^3
In 1000ml sind 177ml= 177E-6m^3, das sind 3,38E20 Teilchen, oder 5,61E-4 Mol.
Die Dichte von Neopentan beträgt 627 kg/m^3, also wiegen 823ml 516 g. Dies sind 516/72,15 = 7,1518 Mol. Also beträgt der Molenbruch der Suspension

7,1518/(7,1518+ 5,61E-4) = 0,999922

Damit beträgt der Dampfdruck des Ferrofluids im rechten Schenkel über dem Flüssigkeitspegel 1,45589E5 Pa.

Wir gehen zunächst von einer Höhendifferenz von 150m aus (diese soll später noch diskutiert werden). Dann würde der Dampfdruck unten betragen

1455,89 = p * exp(-72,15E-3*9,81*150/(8,3144*293))
p = 1,52074E5 Pa

Diese Druckgradienten links und rechts ermöglichen kein PM1, aber ein PM2. Sobald im linken Schenkel mit abnehmender Höhe der Dampfdruck des reinen Lösungsmittels von 1,4559E5Pa überschritten wird, kondensiert das Lösungsmittel und fließt in das Ferrofluid.

Es gibt einen zweiten Punkt bei dem kein PM1 möglich ist. Geht man davon aus, dass der Dampfdruck über dem Flüssigkeitspegel im linken Schenkel 1,45589E5 Pa beträgt, dann muss er gemäß der barometrischen Höhenformel in 150m Höhe betragen:

p = 1,45589E5 * exp(-72,15E-3*9,81*150/(8,3144*293))
p = 1393,80E5 Pa

Aber was sollte die Dampfdruckerniedrigung des Ferrofluids im magnetischen Feld bewirken? Das könnte nur durch die magnetischen Partikel mit ihren Polymerfäden geschehen, die durch den Feldgradienten etwas aus dem Flüssigkeitspegel herausgezogen werden. Die Situation wird hier skizziert.

ibb.co/m9CgS8x

Gemäß Kelvin-Gleichung sollte das aber den Dampfdruck erhöhen, da Oberflächen in Form eines Kugelsegments einen höheren Dampfdruck haben. Die magnetischen Kerne und ihre Polymerfäden werden nach oben gezogen und üben an der Oberfläche einen Druck nach außen auf die dortigen Lösungsmittelmoleküle aus. Diese bewirken mit ihrer Oberflächenspannung den Gegendruck, so dass die magnetischen Partikel nicht aus der Lösung gezogen werden. Der Dampfdruck im rechten Schenkel sollte also erhöht sein, nicht erniedrigt, wie es der 2. HS fordert.

Bei geeigneter Prozessführung sind auch keine starken magnetischen Kräfte erforderlich, wie folgende Skizze zeigt:

ibb.co/p39p48r

Der größte Teil der Masse des Ferrofluids wird sozusagen von einer konzentrierten wässrigen Lösung getragen.

www.periodensystem-online.de/index.php?i...sts&form=Dichtewerte

Das Ferrofluid wird durch die Magnete nicht nach oben, sondern nach innen gezogen. Den Vorteil versteht man am besten über eine energetische Betrachtung.

Angenommen das Gefäßrohr hat eine Fläche von 1m^2. Nun fließt Ferrofluid von oben im rechten Schenkel nach unten in den linken Schenkel. Möge sich die Höhe der Phase rechts um 0,1mm verringern und links um 0,1 mm erhöhen. Dann hätte des System ohne Berücksichtigung der osmotischen Druckdifferenz an der semipermeablen Membran seine potenzielle Energie im Gravitationsfeld verringert, gemäß
0,1E-3m * 1m^2 * 1436 kg/m^3 * 9,81m/s^2 * 150m = 211,31 J

Dadurch hat sich aber der hydrostatische Druck auf die semipermeable Membran auf der einen Seite erhöht und auf der anderen Seite erniedrigt. Also würde der Flüssigkeitspegel links sinken und rechts steigen, indem Wasser durch die Membran gepresst wird, bis die alte Druckdifferenz wieder hergestellt ist. Es fließt in erster Näherung dieselbe Masse, die zuvor von oben-rechts nach unten-links geflossen ist, nun von unten-links nach oben-rechts. Die potenzielle Energie im Gravitationsfeld ändert sich erst, wenn man Konzentrations- und Verdünnungseffekte berücksichtigt. Durch die Permeation des Wassers erhöht sich links die Konzentration der Lösung und erniedrigt sie sich rechts, so dass etwas weniger Masse fließen muss, um wie zuvor das hydrostatische Druckgleichgewicht zu erreichen.

Es zeigt sich also, dass das System technisch realisierbar ist. Es ließe sich sicherlich auch ein Ferrofluid mit perfluorierten Kohlenwasserstoffketten herstellen, so dass das Arbeitsmedium bzgl. der einsetzbaren Stoffgruppen sehr vielfältig ist.

Die Generalfrage ist also, ob das Lösungsmittel des Ferrofluids die postulierten Dampfdrücke hat. Dies ließe sich in einem Labor mit einer Vakuumapparatur vergleichweise leicht überprüfen. Der wissenschaftliche und finanzielle Erfolg könnte kollosal sein. Aber auch wenn man etwas übersehen hat und sich die Dampfdrücke so einstellen, dass die Gültigkeit des 2. HS nicht verletzt wird, ist es nicht unbedeutend herauszufinden, was genau im System abläuft.

Willst Du nun das Forum mit Deinem absurden perpetuum mobile erneut zumüllen? Den Parallelthread kannte ich zum Glück noch nicht, da ich diesen Teil des Forums nicht lese.

Weder gibt es den Maxwellschen Dämon noch ist dieser möglich, Josef hat das im Video längst dargelegt.

wiki: Bennett zeigte 1982, dass mit der Anwendung des Landauer-Prinzips auf das Gedächtnis des maxwellschen Dämons dem Gas exakt die vermisste Entropie wieder zugeführt wird, um den Zweiten Hauptsatz zu erfüllen,

Nach Bennett kamen aber Capek und Bok und haben der Welt Neues über den Maxwellschen Dämon erklärt.

de.wikipedia.org/wiki/Perpetuum_mobile

>Nach Capek und Bok (1999)[6] ist der Maxwellsche Dämon unter bestimmten Voraussetzungen zur Selbstorganisation fähig. Dies führt zu einem expliziten Gedankenkonstrukt eines Perpetuum mobiles 2. Art.

Außerdem ist nicht jede Idee zu einem PM2 zugleich ein Maxwellscher Dämon. Und nach Capek und Bok kamen auch noch einige andere Physiker und haben neuen Idee bzgl. eines PM2 erklärt und neue Zweifel an der Allgemeingültigkeit des 2. HS der Thermodynamik geäußert. Z.B. auch Ilya Prigogine, siehe Wiki. Ich bin also in bester Gesellschaft.

Hast du denn einen Kritikpunkt an DIESER Idee hier?
umwelt-wissenschaft.de/forum/massnahmen-...energiequellen#97614

Oder hast du einen Kritikpunkt an der hier im Thread vorgestellten Idee? Dann raus damit, ich bin für konstruktive Kritik immer zu haben.

Freddy schrieb:

Nach Capek und Bok (1999)[6] ist der Maxwellsche Dämon unter bestimmten Voraussetzungen zur Selbstorganisation fähig. Dies führt zu einem expliziten Gedankenkonstrukt eines Perpetuum mobiles 2. Art.

Da bekannt ist, dass es den Maxwellschen Dämon nicht geben kann, hilft auch seine theoretische Fähigkeit zur Selstorganisation nicht weiter. Das sind nur Gedankenspielereien.

Es ist immer mühsam, perpetuum mobiles zu entlarven. Da das Ergebnis vorher bekannt ist, ist es auch müßig.

Freddy schrieb:

Dann raus damit, ich bin für konstruktive Kritik immer zu haben.

Das wollte ich gestern eigentlich noch ergänzen:
Allerdings beinhalten Dauermagnete eine sehr hohe Energiedichte, die man mit raffiniertem Experimentaufbau duchaus nutzen kann.
E = B·H·V/2 = B²V/2μ
Es ist erstaunlich, dass diese Magnete so billig erhältlich sind. Für Kraftwerke werden sich Magnete dennoch kaum nutzen lassen. Das habe ich noch nicht nachgerechnet. Aber vielleicht wären sie ja als Batterie für Autos interessant? Man kann sie dann halt nicht selbst wieder aufladen sondern müsste sie austauschen.

Mit Neodym-Magneten werden momentan die höchsten Energieprodukte (BH) max erreicht.

Neodym-Magneten verfügen mit einem BHmax-Wert von 30 MGOe bis 52 MGOe über die höchste verfügbare magnetische Energiedichte.

Oe = 79,57747 A/m Oerstedt
MG ist wohl Mega-Gauß

Ich hatte für Neodym notiert
HcJ = 870000 A/m bis maximal 2750000 A/m
Es ergibt sich also eine Energiedichte von
BH/2=H²μ/2= 475000 J/m³ bis 4750000 J/m³ nach meinen Werten, das betrifft aber vielleicht nicht die Magnete sonden das elementare Nd

23873 bis 41380 J/m³ nach den obigen Angaben

Rainer schrieb:

Es ist erstaunlich, dass diese Magnete so billig erhältlich sind.

Ferritmagnete sind zwar billig, aber die taugen auch nichts für Elektrik und für ordentliche Neodymmagnete zahlt man schon was. Allerdings ist ein Magnet allein nicht genug, man braucht immer auch eine Batterie

Rainer schrieb:

Man kann sie dann halt nicht selbst wieder aufladen sondern müsste sie austauschen.

Magnete aufzuladen kostet auch einen Haufen Energie: Magnets: How It's Made aber vom Prinzip her ist Freddys Perpetuum Mobile hier so ähnlich aufgebaut wie das altbekannte Auftriebskraftwerk:

Was den Maxwellschen Dämon betrifft, so denke ich einerseits dass hier das letzte Wort noch nicht gesprochen ist, es gibt ja bekanntlich viel Kritik an der Widerlegung durch Bennett, jedoch stimme ich Prigogine zu, dass der Maxwellsche Dämon ein System kurzreichweitiger Kräfte darstellt und man allenfalls Systeme langreichweitiger Kräfte bzgl. der Allgemeingültigkeit des 2. HS untersuchen sollte. Es ist müßig über den Maxwellschen Dämon zu diskutieren.

Dauermagnete als Batterie einzusetzen - da wüsste ich einerseits nicht wie man das machen könnte und andererseits ist ihre Energiedichte dazu immer noch zu klein.

Hast du dir denn mal meine Idee zu einem PM2 auf Basis der Relaxationszeit von Diamagneten angesehen? (Mit weichen Ferromagneten kann man nur das Gegenteil machen, nämlich Bewegungsenergie in Wärmeenergie umwandeln.)

Es ist immer mühsam, perpetuum mobiles zu entlarven. Da das Ergebnis vorher bekannt ist, ist es auch müßig.

Da sollte man schon 1. Art und 2. Art unterscheiden, da bekanntlich nur der 1. HS durch das Noether-Theorem mathematisch bewiesen ist. Und die Beweisführung von Planck für den 2. HS lässt sich nur auf Systeme anwenden, die sukzessive ihren Zustand wechseln, nicht jedoch auf Systeme, die eine makroskopische Wärmebewegung haben.

@Pemrod

Magnete aufzuladen kostet auch einen Haufen Energie: Magnets: How It's Made aber vom Prinzip her ist Freddys Perpetuum Mobile hier so ähnlich aufgebaut wie das altbekannte Auftriebskraftwerk:

Ich habe aus der Unmöglichkeit eines Auftriebskraftwerks (PM1) hergeleitet, dass der Dampfdruck über dem Ferrofluid im rechten wie im linken Schenkel gleich groß sein sollte. Was dann in Kombination mit der Gravitation zu einem PM2 führen sollte.

Was meinst du denn zu dem PM2 auf Basis der Relaxationszeit von elektrisch nicht leitenden Diamagneten?

Freddy schrieb:

Dauermagnete als Batterie einzusetzen - da wüsste ich einerseits nicht wie man das machen könnte

Ich dachte, dass Du das gelöst hast...

Freddy schrieb:

und andererseits ist ihre Energiedichte dazu immer noch zu klein.

Das hatte ich befürchtet.

Freddy schrieb:

Was meinst du denn zu dem PM2 auf Basis der Relaxationszeit von elektrisch nicht leitenden Diamagneten?

Deine beiden Posts Deiner Idee waren mir zu lang, kannst Du dieses Detail nochmal kurz reinkopieren? Nach dem Post weiter oben geht es dabei wohl um Umwandlung von Wärme in Energie, das geht (grundsätzlich) natürlich nicht von alleine, der Vorgang dürfte daher Magnetenergie kosten. Dies wäre doch die Lösung des Batterieproblems.

@Rainer Raisch

>Deine beiden Posts Deiner Idee waren mir zu lang, kannst Du dieses Detail nochmal kurz reinkopieren?

Ich habe drei Ideen bzgl. eines PM2. Die Idee die Relaxationszeit in Diamagneten zu nutzen, lässt sich wohl am einfachsten verstehen. Ausführlich erläutert hier:
umwelt-wissenschaft.de/forum/massnahmen-...energiequellen#97614

Um es kurz zu machen:

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 Rotationszentrum. Es tritt keine tangentiale 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, sie folgen 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 (bei der Umorientierung der Orbitale wird Wärme-/Phononenergie in magnetische Energie umgewandelt). 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.

Der Clou wird sofort ersichtlich, wenn wir gedanklich den Diamagneten durch einen weichen Ferromagneten ersetzen und geben der Scheibe eine Rotationsenergie vor: In diesem Fall werden die Magneten ausgerichtet, angezogen, und wegen der endlichen Relaxationszeit festgehalten. HIER wandelt sich Bewegungsenergie in Wärme um.

>Nach dem Post weiter oben geht es dabei wohl um Umwandlung von Wärme in Energie, das geht (grundsätzlich) natürlich nicht von alleine, der Vorgang dürfte daher Magnetenergie kosten. Dies wäre doch die Lösung des Batterieproblems.

Es geht um die Umwandlung von Wärmeenergie in Primärenergie, ohne dass ein eventuell vorhandenes Temperaturgefälle genutzt werden würde; im Betrieb entsteht jedoch ein Temperaturgefälle. Setzen wir die Allgemeingültigkeit des 2. HS voraus, hast du natürlich Recht. Es gibt ohne Betrieb kein Temperaturgefälle, also ist der Carnotsche Wirkungsgrad null und es kann auch keinen Betrieb geben.

Aber darum diskutieren wir hier. Kann es eine makroskopische Wärmebewegung geben, analog zur Supraleitung, die einen makroskopischen Quantenzustand darstellt? Die Theoretische Physik stellt immer mal wieder die Allgemeingültigkeit des 2.HS in Frage und fordert Systeme experimentell zu untersuchen, in denen der 2. HS zumindest dem Anschein nach in einem Konflikt mit anderen physikalischen Gesetzen steht. Auch wenn man etwas übersieht und sich der 2.HS auch in den von mir vorgestellten Systemen als gültig erweisen würde, so wäre es doch interessant herauszufinden, wie genau das System reagiert.

Von deiner Idee die Energie von Magneten als Batterie zu nutzen, halte ich nichts. Gemäß deiner eigenen Rechnung liegt eine Energiedichte von MAXIMAL 4,8E6 J/m³ vor. Zum Vergleich: Benzin hat eine Energiedichte von 3,2E10 J/m³. Selbst die alte Bleibatterie liegt da mit 2,8E8 J/m³ schon deutlich über den Magneten.

Ohne auf das Funktionsprinzip und die Formeln einzugehen, kann das Ganze schon deshalb nicht funktionieren, da Elastomer gegenüber der Membran nicht dicht sein können und Gas/Flüssigkeiten durchdiffundieren würden. Ebenso wird durch die Bewegung der "Kettenglieder" gegenüber der Membran eine Reibung generiert, die jede Bewegung zum Stillstand bringen würde.

@Wl01

Du hast vollkommen recht. Aber ich wollte nun mal den Leuten noch erkären warum das nicht funktionieren kann, selbst wenn man diese technischen Probleme vernachlässigbar klein halten könnte.

Na, wie ich schon sagte, nutzen sich die äußeren Permamagnete ab, weil sie andauernd Magnetismus induzieren müssen. Die induzierten Magnete im Inneren induzieren dabei laufend entgegengesetzten Magnetismus in die äußeren Permamagnete, wenn ich nicht irre.

Übrigens hatten wir im Physikunterricht einen vermutlich ähnlichen Motor, der abgeschaltet von alleine beschleunigte und ungebremst sehr schnell "explodiert" wäre (beschädigt worden wäre). Leider kann ich dieses Experiment nirgends finden, auch nicht im alten Physikbuch. Ob dabei ein Kondensator und eine Spule (LC-Schwingkreis) beteiligt war, kann ich nicht mehr sagen.

Freddy schrieb:

Durch das äußere magnetische Wechselfeld kühlt die diamagnetische Scheibe ab (bei der Umorientierung der Orbitale wird Wärme-/Phononenergie in magnetische Energie umgewandelt).

Da kenne ich mich zwar nicht wirklich aus, doch wird dieser Effekt allenfalls bei der ersten Magnetisierung auftreten und nicht bei der Gegenpolung, bzw wird dem die Bewegung ins gegenläufige Magnetfeld entgegenwirken.

Da wie ich ausführte ohnehin die Magnetenergie der Permamagnete verbraucht wird, sind Carnotsche Gedanken wohl nicht mehr relevant. Kühlaggregate wurden bereits erfunden. Oder ist das das Ziel? Doch sollten sich nicht auch die Permamagnete erwärmen?

Freddy schrieb:

Leider tun sich oft auch intelligente Physiker und Physikochemiker mit den Lücken des 2. Hauptsatzes sehr schwer.

Perpetuum mobile 2. Art funktioniert auf jedem Fall nicht. Warum es nicht funktioniert, kann interessant sein.
Hier unten meine Idee, die ich Dir schenke.



Es geht um einen langen Zylinder, im Innen Vakuum und die Wände gespiegelt. Alle Teile haben am Anfang die Umgebungstemperatur.
Die Flächen A und B strahlen (und absorbieren, Emissionsgrad=1) infrarotes Licht, die Wände nichts (Emissionsgrad=0). Man könnte denken, dass mehr Photonen von links nach rechts kommen, und dadurch sich die Fläche B erwärmt. Es ist aber nicht der Fall.

Egal wie es im Zylinder aussieht, die Anzahl der Photonen, die beide Flächen erreichen, sind gleich.
Der Beweis ist für jedes Experiment nicht einfach. Aber wenn man es detailliert untersucht, findet man die Gründe.

Wäre die Strahlungsverteilung einer Fläche oder die Reflektionen bei der Linse andere gewesen, hätte es funktioniert.

Jamali schrieb:

Wäre die Strahlungsverteilung einer Fläche oder die Reflektionen bei der Linse andere gewesen, hätte es funktioniert.

Wenn man die Impulserhaltung betrachtet gibt es bei jeder Emission, Absorption und Reflexion einen Rückstoß, bewegen würde sich das System schon mal nicht und so wie deine Strahler das Licht abgeben kann der rechte Strahler auch leicht Strahlen durch den Spalt in die linke Kammer schießen. Du kannst natürlich einen Laser oder ein einseitig verspiegeltes Fenster verwenden um Strahlen von einer Kammer in die andere zu schießen, aber Perpetuum Mobile wäre das keines.

Pemrod schrieb:

Wenn man die Impulserhaltung betrachtet gibt es bei jeder Emission, Absorption und Reflexion einen Rückstoß, bewegen würde sich das System schon mal nicht...

Es geht nicht um die Bewegung bei diesem Gedankenexperiment. Der Strahler B soll mit der Zeit wärmer und A kälter werden. Aber es funktioniert nicht, wie wir wissen.

Ich habe in Erinnerung, dass die Anzahl der Photonen, die aus einem Punkt auf einer Fläche emittiert werden (Anzahl per Winkel), nicht in allen Richtungen gleich sind. Ich bin es mir aber nicht sicher, dass es stimmt.

@Rainer Raisch

<<Na, wie ich schon sagte, nutzen sich die äußeren Permamagnete ab, weil sie andauernd Magnetismus induzieren müssen.>>

Nein, in irdischen Maßstäben betrachtet behalten z.B. Neodymeisenbor-Magneten ihre Polarisierung bei. Das verwechselst du mit Materialien, die vor Jahrzehnten benutzt worden sind. Siehe
www.supermagnete.de/faq/Wird-ein-Magnet-mit-der-Zeit-schwaecher

<<Die induzierten Mangete im Inneren induzieren dabei laufend entgegengesetzten Magnetismus in die äußeren Permamagnete, wenn ich nicht irre.>>

Ja, das ist in erster Näherung richtig. Aufgrund der endlichen Relaxationszeit sind die Felder jedoch nicht exakt entgegengesetzt, sondern etwas versetzt. Außerdem existieren die Magnete im Diamagneten schon. Es sind die magnetischen Momente der Orbitale in denen sich die Elektronen aufhalten. Diese werden durch das äußere magnetische Wechselfeld nur ständig neu ausgerichtet. Die Wärmeenergie des Diamagneten wird erniedrigt bei jeder Neuausrichtung der Orbitale, die ja die magnetische Energie des Raumes erhöht.

<<Übrigens hatten wir im Physikunterricht einen vermutlich ähnlichen Motor, der abgeschaltet von alleine beschleunigte und ungebremst sehr schnell "explodiert" wäre (beschädigt worden wäre).>>

Da hat dich dein Physiklehrer veralbert und du hast es bis heute nicht gemerkt

<<Leider kann ich dieses Experiment nirgends finden, auch nicht im alten Physikbuch. Ob dabei ein Kondensator und eine Spule (LC-Schwingkreis) beteiligt war, kann ich nicht mehr sagen.>>

Google mal "Prof. Turtur LC-Schwingkreis"
turturdok.bplaced.net/!Bauanleitung_RE-K...itaetsnaher_DFEM.pdf
(Dazu werde ich mich aber nicht näher äußern.)


<<Freddy schrieb: Durch das äußere magnetische Wechselfeld kühlt die diamagnetische Scheibe ab (bei der Umorientierung der Orbitale wird Wärme-/Phononenergie in magnetische Energie umgewandelt). Da kenne ich mich zwar nicht wirklich aus, doch wird dieser Effekt allenfalls bei der ersten Mangentisierung auftreten und nicht bei der Gegenpolung, bzw wird dem die Bewegung ins gegenläufige Magnetfeld entgegenwirken.>>

Bei der Gegenpolung tritt der Effekt sogar doppelt so stark auf wie bei der ersten Polung. Bei der ersten Polung sind die Magnete im Diamagneten zufällig ausgerichtet und richten sich dann so aus, dass sie die magnetische Energie des Raumes erhöhen. Das erfordert Energie die aus der Wärmeenergie des Diamagneten kommt. Bei den folgenden (Um)Polungen sind die Magnete des Diamagneten zunächst so orientiert, dass sie die magnetische Energie des Raumes erniedrigen. Die Umorientierung zur Erhöhung der magnetischen Energie erfordert deshalb den doppelten Verlust an Wärmeenergie.

<<Da wie ich ausführte ohnehin die Magnetenergie der Permamagnete verbraucht wird, sind Carnotsche Gedanken wohl nicht mehr relevant.>>

Da vertust du dich, s.o. Die magnetischen Kräfte des Diamagneten sind VIEL zu klein, um die Permanentmagnete in irdischen Zeitrahmen beeinflussen zu können. Die Magnetisierung der NdFeB-Magnete kann in guter Näherung als konstant betrachtet werden.

<<Kühlaggregate wurden bereits erfunden. Oder ist das das Ziel? Doch sollten sich nicht auch die Permamagnete erwärmen?>>

Das ist ein angenehmer Nebeneffekt die Umgebung der Apparatur abzukühlen, sofern man ihr Energie entnimmt und als Primärenergie speichert . Die Permanentmagnete erwärmen sich nicht, da sich ihre Polarisierung nicht ändert.

@Jamali

Das Problem in der Idee die du vorgestellt hast ist, dass die Linse auch Photonen vom Loch ablenkt, die ohne Linse das Loch getroffen hätten. Dies trifft auf viele Photonen zu, die schräg auf die Linse treffen. Wenn man das mal genau durchrechnet, sollte wohl der Durchtritt eines Photons von A nach B genau so wahrscheinlich sein, wie der Durchtritt eines Photons von B nach A.

Damit hat man natürlich nicht alle denkbaren PM2 widerlegt. Außerdem stellt sich die Frage, wie es wohl bei polarisierenden Flächen ist und wenn die Linse teilweise mit einem Polarisationsfilter beschichtet ist.

Ich habe in Erinnerung, dass die Anzahl der Photonen, die aus einem Punkt auf einer Fläche emittiert werden (Anzahl per Winkel), nicht in allen Richtungen gleich sind. Ich bin es mir aber nicht sicher, dass es stimmt.

Das ist richtig. Die steilen Winkel sind etwas bevorzugt, weil die Geschwindigkeitskomponte der Photonen auf die Linse (und auf jede Fläche) größer ist. Deshalb kommen aus der Tiefe des Raumes ständig mehr Photonen (und auch Gasteilchen) mit steilem als mit flachem Winkel.

Freddy schrieb:

Außerdem stellt sich die Frage, wie es wohl bei polarisierenden Flächen ist und wenn die Linse teilweise mit einem Polarisationsfilter beschichtet ist.

Das wäre vom Prinzip doch eh das Gleiche wie

Pemrod schrieb:

ein einseitig verspiegeltes Fenster

aber das hilft in der Hinsicht auch nicht: is a one-way mirror Maxwell's demon for photons?

@Pemrod

Du kannst natürlich einen Laser oder ein einseitig verspiegeltes Fenser verwenden um Strahlen von einer Kammer in die andere zu schießen, aber Perpetuum Mobile wäre das keines.

Sobald man den Durchtritt eines Photons von A nach B wahrscheinlicher machen könnte als den Durchtritt von B nach A, hätte man ein Perpetuum mobile 2. Art. Das ist dasselbe wie beim Maxwellschen Schwingtüren-Dämon, der gemäß seiner Idee eine Permeationsdifferenz bewirken soll. Meiner Ansicht nach sind da noch offene Fragen, ob sich grundsätzlich keine Permeationsdifferenz ohne externe Energiezufuhr herstellen lässt, aber wenn ich wetten müsste, würde ich gegen den Maxwellschen Schwingtüren-Dämon wetten. Ich stimme Prigogine zu, dass der 2. HS allenfalls zu langreichweitigen Kräften in einem Konflikt steht.

Da es keine echten Einwegspiegel gibt erübrigt sich meine letzte Aussage. Was man aber tun kann ist den Spiegel so zu präparieren dass kurzwelliges Licht besser durchgeht als langwelliges Licht und eine Solaranlage die kurzwelliges Licht frisst und langwelliges Licht abgibt in den Raum wo Greta Thunberg sitzt zu stellen.

@Freddy
Mit diesem Beispiel wollte ich Dir zeigen, dass es unzählige Möglichkeiten gibt, die man Zeit investieren muss, um es zu widerlegen. Kannst Du beweisen, dass es nicht funktioniert?
Ich kann viele Elemente und Formen in diesem Zylinder einbauen und behaupten, dass es geht.

Deine Ideen sind genauso. Keiner hat Zeit und Lust sich damit zu beschäftigen, weil man weißt, dass es nicht möglich ist.

Solche Gedankenexperimente können aber uns zeigen, was es nicht möglich ist, wie z.B. „Einwegspiegel“, oder welche Zusammenhänge zwischen den Gesetzen der Physik und Geometrie existieren.

Wenn man es widerlegen möchte, muss man in Computern simulieren, oder es durch sehr komplexe mathematische Formeln widerlegen, was viel Zeit in Anspruch nehmen.

@Jamali

<<Mit diesem Beispiel wollte ich Dir zeigen, dass es unzählige Möglichkeiten gibt, die man Zeit investieren muss, um es zu widerlegen. Kannst Du beweisen, dass es nicht funktioniert?>>

Ich könnte mittels Simulation beweisen, dass es nicht funktioniert. Zumindest ist es sehr naheligend, dass es nicht funktionieren kann.

<<Ich kann viele Elemente und Formen in diesem Zylinder einbauen und behaupten, dass es geht.>>

Da stimme ich dir nun zu. Man könnte z.B. im Loch eine Folie haben, die nur senkrecht polarisiertes Licht durchlässt. Jetzt unterteilt man Raum A mit mehrere Folien, die nur senkrecht polarisiertes Licht durchlassen. Analog macht man dasselbe mit Raum B und Folien, die nur waagerecht polarisiertes Licht durchlassen. Dann sollte sich Raum B erwärmen und der 2. HS verletzt sein. Ich kann jetzt auch nicht sehen, wo da der Pferdefuss ist. Ein Experiment wäre auf jeden Fall anspruchloser UND AUSSAGEKRÄFTIGER als die theoretische Analyse oder Simulation.

<<Deine Ideen sind genauso.>>

Was die Idee mit dem Ferrofluid betrifft stimme ich dir zu. Die ist vergleich mit der von dir gezeigten Idee, sofern diese gepimpt wird mit den Polarisationsfiltern. Was die Idee mit der endlichen Relaxationszeit in Diamagneten betrifft, so gestaltet sich das Problem hier anders. Man weiß bereits, dass sich durch die Umorientierung der Magnete in dem Diamagneten die magnetische Energiedichte des Raumes erhöht (sonst würde er nicht in kleineres Feld gedrängt). Man weiß bereits aus dem Energieerhaltungssatz, dass sich dadurch die Energiedichte des Raumes durch einen anderen Faktor verringern muss. Dafür kommt nur die Wärmeenergie in Frage, d.h. die Temperatur des Diamagneten erniedrigt sich. Und man weiß, dass der Diamagnetismus nur im Rahmen der Quantenphysik verstanden werden kann - er hat keine klassische Analogie. Man weiß bereits, dass der 2. HS im Bereich der Quantenphysik fragwürdig 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.

Hier stellt sich für den Apologeten also nicht die Frage, wie er beweisen kann, dass die vorliegende Idee nicht funktionieren kann, sondern die Frage, wo der vorliegende Beweis der Funktionstüchtigkeit einen Fehler enthält. Letzteres sollte im Falle eines Fehlers wesentlich leichter sein als ersteres.

<<Keiner hat Zeit und Lust sich damit zu beschäftigen, weil man weißt, dass es nicht möglich ist.>>

Das kann man eben NICHT wissen. Dafür machen wir Experimente, die möglichst gezielt auf die scheinbaren oder echten Konflikte zwischen verschiedenen physikalischen Sichtweisen ausgerichtet sind.

<<Solche Gedankenexperimente können aber uns zeigen, was es nicht möglich ist, wie z.B. „Einwegspiegel“, oder welche Zusammenhänge zwischen den Gesetzen der Physik und Geometrie existieren.>>

Echte Einwegspiegel mögen für alle Zeiten unmöglich sein, aber gedenke, wie oft die Physik schon dachte, dass etwas unmöglich ist, und dann war es doch möglich, z.B. induzierte Kernspaltung durch Otto Hahn. Und elektrisch nicht leitende Diamagneten sind ja nun mal möglich.

<<Wenn man es widerlegen möchte, muss man in Computern simulieren, oder es durch sehr komplexe mathematische Formeln widerlegen, was viel Zeit in Anspruch nehmen. >>

Wenn man es beweisen möchte, muss man es so wie ich machen, d.h. zeigen dass der 2. HS hier im Konflikt mit anderen physikalischen Gesetzen steht, und anschließend den Beweis im Experiment führen. Teil 1 kann man auch weglassen. Für Teil 2 brauche ich Hilfe.

Freddy,
ein etwas seltsamer Titel, den dieser Thread trägt.
Was verstehst du unter einem Energiefluss und welcher soll dessen König sein?
Der 1. Hauptsatz sagt, dass Energie nicht verloren gehen kann.
Und er sagt auch, dass Energieformen ineinander unwandelbar sind.
Das impliziert, dass ohne äussere Energiezufuhr eine vorhandene Energie sich von einer edleren Energieform, zb elektrische Energieform, sich am Ende in der unedelsten Form wiederfindet und das ist Wärmeenergie.

Der zweite Hauptsatz sagt, dass ohne äußere Energiezufuhr der Weg immer von edel zu unedel erfolgt.
Die Unordnung nimmt immer zu.

Diese beiden Hauptsätze verhindern ein Perpetuum Mobile. Ein PM, das ja massebehahftet ist, wandelt immer Energie in Wärme um und verliert auf diese Weise ihre edlere Bewegungsenergie.

Zum Laplaceschen Dämon noch eine Bemerkung:
Dieser Dämon ist ein rein gedankliches Konstrukt.
Man stelle sich ein Wesen vor, das in der Lage ist, alles Geschehen im Universum zu beobachten, ohne dieses Geschehen zu beeinflussen. Es bedarf keiner Photonen, keiner Felder oder sonstiger Austauschteilchen.
Der Dämon registriert alle Vorgänge, ohne sie zu beeinflussen.
Die hypothetische Frage hinter so einer Vorstellung war, ob es einem solchen Wesen gelänge, alle Prozesse zu erkennen und damit streng deterministisch die Zukunft vorhersagen zu können.
Insofern ist der Dämon ein Gedankenvehikel in der Vorstellungswelt des Determinismus.

Thomas

at Thomas

Diese beiden Hauptsätze verhindern ein Perpetuum Mobile.

Ich denke, dass man da schon differenzieren sollte zwischen dem Energieerhaltungssatz, der durch das Noether Theorem bewiesen ist, und dem Entropievermehrungssatz, hinter dessen Allgemeingültigkeit noch immer ein großes Fragezeichen steht.

Ein PM, das ja massebehahftet ist, wandelt immer Energie in Wärme um und verliert auf diese Weise ihre edlere Bewegungsenergie.

Analysieren wir mal ein PM2: Das PM2 erzeugt der Idee nach eine makroskopische Wärmebewegung, z.B. einen Nettostoffstrom. Hier ist noch alles im thermodynamischen Gleichgewicht. Es mag Wärmeflüsse innerhalb des PM2 geben, aber keinen zwischen dem PM2 als System und der Umgebung.

Bremst man nun diese makroskopische Wärmebewegung um Primärenergie zu gewinnen, so kühlt man das PM2. Z.B. ein Nettostoffstrom könnte einen Generator antreiben, der mittels Strom eine Batterie auflädt. Es wurde also ein Teil der Wärmeenergie des PM2 in Primärenergie umgewandelt.

Das PM2 muss als Folge der Abkühlung ständig durch die Umgebung erwärmt werden, um nicht immer langsamer bis zum Stillstand zu werden. Solange dem PM2 Wärmenergie entnommen wird um diese in Primärenergie umzuwandeln, solange ist es kälter als die Umgebung und es fließt Wärme aus der Umgebung in das PM2.

Die Umgebung kühlt also ab. Wird nun die gespeicherte Primärenergie verbraucht, wandelt sie sich letztlich wieder in Wärme um und gibt der Umgebung dieselbe Wärmemenge zurück, die ihr zuvor entnommen worden ist.

Wir haben also einen geschlossenen Kreislauf in dem Energie und Wärme fließt.

Zum Laplaceschen Dämon noch eine Bemerkung: Dieser Dämon ist ein rein gedankliches Konstrukt.

Ich halte eigentlich nicht viel vom Maxwellschen Dämon, der wie du richtig schreibst, in seiner ursprünglichen Idee eine Form des Laplaceschen Dämons war. Aber die Idee wurde ja weiter entwickelt. Betrachten wir einmal den Schwingtüren Dämon. Angenommen in einer Membran sind Kanäle, die auf einer Seite durch Türen verschlossen sind. Nennen wir diese Seite B. Die Türen sollen durch H-Brücken bevorzugt geschlossen sein und sich nur in Raum B öffnen lassen.

Aber nun kommt von A ein hinreichend schnelles und schweres Gasatom, öffnet die Tür (verliert dabei an Geschwindigkeit) und gelangt auf Seite B. Die geöffnete Tür stellt einen Zustand lokaler Überhitzung dar. Die Tür schwingt eine Weile vor ihre Halterungskanten auf der B-Seite der Membran, verteilt dabei Energie und schließt sich wieder.

Die geschlossene Tür bevorzugt die Permeation von A nach B. Der 2. HS fordert nun, dass die pendelnde Tür die Permeation von B nach A bevorzugt und dabei ein Gasatom beschleunigt. Hebt sich das wirklich genau auf? Ich weiß es nicht, aber ich tippe mal JA.

Nur hat die von mir vorgestellte Idee, die auf der Relaxationszeit von Diamagneten beruht, keine offensichtliche Gemeinsamkeit mit dem Maxwellschen Dämon.

umwelt-wissenschaft.de/forum/massnahmen-...energiequellen#97614

Freddy schrieb:

Da hat dich dein Physiklehrer veralbert und du hast es bis heute nicht gemerkt

Nein, das Experiment haben wir ja durchgeführt. Es handelte sich dabei um Selbstinduktion. Der Motor arbeitet dabei gleichzeitig als Generator. Natürlich würde der Motor auch nicht "immer" schneller.

Hier habe ich sowas gefunden: www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/e...-und-selbstinduktion
Baut man in den Versuch (wenn der Motor gut dreht) einen Wechselschalter ein, der die Stromquelle vom Motor löst und gleichzeitig den Stromkreis geschlossen hält, so sieht man dass der durch den Schwung des Motors weiterlaufende Rotor nach der Umschaltung eine Spannung als Generator liefert.
Die Generatorspannung ist bei gleicher Umlaufrichtung des Rotors der Spannung der äußeren Stromquelle entgegengerichtet.

Nur hatten wir die Schaltung so, dass die Phasenverschiebung ausgenutzt wurde, ob sich diese gemäß der Drehzahl selbst justierte weiß ich nicht mehr. Die Phasenverschiebung könnte eben auch durch eine Spule erreicht werden. Ich denke, dass der Schaltungsaufbau die höchste Drehzahl bestimmt hätte. Soweit ich mich erinnere, wurde der Versuch aus Zeitmangeln nicht weiter besprochen, vielleicht habe ich auch nur die nächste Stunde verpasst.

Freddy schrieb:

Diese werden durch das äußere magnetische Wechselfeld nur ständig neu ausgerichtet. Die Wärmeenergie des Diamagneten wird erniedrigt bei jeder Neuausrichtung der Orbitale, die ja die magnetische Energie des Raumes erhöht.

Das kann nicht sein, denn nach der ersten Magnetisierung wird später nur die Richtung verändert aber kein neues Magnetfeld zusätzlich aufgebaut bzw wird dabei das jeweils vorherige abgebaut. Die Drehung der Richtung wird dann wohl eher zur Erwärmung führen.

Jamali schrieb:

Es geht nicht um die Bewegung bei diesem Gedankenexperiment. Der Strahler B soll mit der Zeit wärmer und A kälter werden. Aber es funktioniert nicht, wie wir wissen.

Natürlich geht es nicht, weil sich zwar (vielleicht?) ein Temperaturunterschied ergibt, aber es stellt sich dann ein Gleichgewicht ein. Die Energie, die gegenseitig abgegeben wird, bleibt gleich. Sie kann sich jedoch auf unterschiedliche Flächen verteilen und daher unterschiedlich dicht sein. Daher Könnte die Temperatur im Inneren unterschiedlich sein, oder nicht? Na wohl doch nicht, weil jede absorbierende Fläche auch strahlt. Oder doch, denn es gibt ja real keinen BB sondern nur graue Strahler?
wiki: und dementsprechend auch nicht bei einer gegebenen Temperatur die maximale Strahlung (Schwarzkörperstrahlung) emittiert
Aber das betrifft wohl nur die Frequenzverteilung, bei jeder einzelnen Frequenz dürften Absorption und Abstrahlung jedoch wieder ausgeglichen sein

@Pemrod

Was man aber tun kann ist den Spiegel so zu präparieren dass kurzwelliges Licht besser durchgeht als langwelliges Licht und eine Solaranlage die kurzwelliges Licht frisst und langwelliges Licht abgibt in den Raum wo Greta Thunberg sitzt zu stellen.

Da hast du ein überzeugendes PM2 (gedanklich) konstruiert. Ich beschreibe die Idee noch einmal ausführlicher, dass sie jeder nachvollziehen kann:

Wir haben zwei abgeschlossene Räume A und B, die nur über ein Farbglas Strahlung miteinander austauschen können. Die Farbe des Farbglases möge im Bereich kürzerer Wellenlänge liegen als das Strahlungsmaximum der beiden Räume, die sich zunächst im thermischen Gleichgewicht befinden.

In Raum A sind die Wände mit Solaranlagen belegt, die Licht der Wellenlänge des Farbglases zu Strom verarbeiten können. Der Strom wird zur Erzeugung von niederfrequenter Strahlung verwendet. Dann müsste eine Nettostrahlung von B nach A gehen. Im Fließgleichgewicht hat Raum A eine andere Temperatur als Raum B, was z.B. mit einem Peletierelement genutzt werden könnte um Strom abzugreifen.

Ob deine Idee einen Fehler enthält weiß ich nicht. Für´s erste gehe ich mal davon aus, dass das funktionieren müsste und ein weiteres Beispiel ist, wo der 2. HS in einem Konflikt mit anderen Gesetzen der Physik steht.

Rainer schrieb:

Natürlich geht es nicht, weil sich zwar (vielleicht?) ein Temperaturunterschied ergibt, aber es stellt sich dann ein Gleichgewicht ein. Die Energie, die gegenseitig abgegeben wird, bleibt gleich. Sie kann sich jedoch auf unterschiedliche Flächen verteilen und daher unterschiedlich dicht sein. Daher Könnte die Temperatur im Inneren unterschiedlich sein, oder nicht? Na wohl doch nicht, weil jede absorbierende Fläche auch strahlt. Oder doch, denn es gibt ja real keinen BB sondern nur graue Strahler?

Nein, die Temperaturen von A und B verändern sich kaum, wenn überhaupt kleinste Temperaturunterschiede zufällig bei beiden Strahlern.

Die IR-Strahlung ist etwa 300 J/s bei einem qm Fläche, bei etwa 20°C (fast 1/3 der Sonnenstrahlung). Stell Dir vor, dass doppelt so viele Photonen von A nach B kommen. In wenigen Sekunden werden wir große Temperaturunterschiede messen, die man in anderen Energieformen umwandeln kann.

Die Anzahl der Photonen, die andere Seite erreichen, müssen also pro Sekunden und bei gleicher Frequenz gleich sein.
Nie können wir schaffen, dieses Gleichgewicht „Anzahl der Photonen“ zu verändern, egal wie es im Inneren aussieht. Es liegt an vielen physikalischen Phänomenen (mit Geometrie zusammen), die es Hand in Hand verhindern.

@Rainer Raisch

Über die Problematik Selbstinduktion, Tesla-Generator,
forum.urban-prepping.de/index.php/Thread...ola-Tesla-Generator/
und LC-Schwingkreis
turturdok.bplaced.net/!Bauanleitung_RE-K...itaetsnaher_DFEM.pdf
werde ich nicht diskutieren. Das habe ich oben schon geschrieben.

Wenn du meinst, dass da Diskussionsbedarf besteht, dann diskutiere das bitte mit Prof. Turtur, der von sich behauptet auf diese Weise einen `Raumenergiekonverter´ konstruiert zu haben.
www.ostfalia.de/cms/de/pws/turtur/

Vielleicht siehst du auch eine gewisse Analogie zu der von mir vorgestellten Idee. Da gibt es aber folgenden entscheidenden Unterschied: Ein Elektromotor arbeitet stets mit ferromagnetischen Materialien, es wird stets Material in den Bereich der höchsten Feldstärke gezogen, ein elektromagnetisches Wechselfeld führt stets zur Erwärmung des Materials. Ich hatte bereits darauf hingewiesen, dass Folgendes passiert, wenn man in der von mir beschriebenen Apparatur den Diamagneten durch einen weichen Ferromagneten (oder auch nur einen Paramagneten) gedanklich ersetzt.

Kommt der Paramagnet in ein magnetisches Feld, so wird er zunächst nicht angezogen. Dann orientieren sich die Elementarmagnete des Paramagneten, wodurch er sich erwärmt (die magnetische Energie des Raumes erniedrigt sich, weshalb sich gemäß des Energieerhaltungssatzes die Wärmeenergie erhöhen muss). Dann wird die Bewegung des Paramagneten durch die Anziehung eine Weile beschleunigt. Dann hat der Paramagnet die höchste Feldstärke durchlaufen und wird nun stärker gebremst, als er zuvor beschleunigt worden ist. Das bringt die endliche Relaxationszeit eben so mit sich.

Für den Diamagnetismus gibt es im Makroskopischen keine Analogie. Das System, das du hier gerne diskutieren würdest, hat allenfalls eine Analogie zu den oben beschriebenen Abläufen mit einem Paramagneten.


«Das kann nicht sein, denn nach der ersten Magnetisierung wird später nur die Richtung verändert aber kein neues Magnetfeld zusätzlich aufgebaut bzw wird dabei das jeweils vorherige abgebaut. Die Drehung der Richtung wird dann wohl eher zur Erwärmung führen.»

Da erliegst du einem Irrtum. Ich war darauf schon eingegangen: Bei der ersten Polung sind die Magnete im Diamagneten zufällig ausgerichtet und richten sich dann so aus, dass sie die magnetische Energie des Raumes erhöhen. Das erfordert Energie, die aus der Wärmeenergie des Diamagneten kommt. Bei den folgenden (Um)Polungen sind die Magnete des Diamagneten zunächst so orientiert, dass sie die magnetische Energie des Raumes erniedrigen. Die Umorientierung zur Erhöhung der magnetischen Energie erfordert deshalb den doppelten Verlust an Wärmeenergie. Ich habe es hier einmal vorgerechnet:
umwelt-wissenschaft.de/forum/massnahmen-...energiequellen#97976

Anscheinend hat dich das nicht überzeugt. Dann sagen wir es mal so: Dein Einwand wird sofort hinfällig, wenn nach jedem Passieren eines magnetischen Feldes keine Feldumkehr ist, sondern einfach ein feldfreier Raum. Dann sorgt im feldfreien Raum die Wärmeenergie dafür, dass sich die Elementarmagneten im Diamagneten wieder zufällig orientieren. Kommt er danach erneut in ein magnetisches Feld, so wird er zunächst nicht abgestoßen. Danach orientieren sich die Magnete des Diamagneten neu, wodurch sich auch nach deiner Meinung der Diamagnet abkühlt. Dann wird die Bewegung des Diamagneten durch die Abstoßung eine Weile gebremst. Dann hat der Diamagnet die höchste Feldstärke durchlaufen und wird nun stärker beschleunigt, als er zuvor gebremst worden ist.

Bzgl. deiner abschließenden Bemerkungen schließe ich mich den Ausführungen von Jamali an.

Freddy schrieb:

Diese beiden Hauptsätze verhindern ein Perpetuum Mobile.

Ich denke, dass man da schon differenzieren sollte zwischen dem Energieerhaltungssatz, der durch das Noether Theorem bewiesen ist, und dem Entropievermehrungssatz, hinter dessen Allgemeingültigkeit noch immer ein großes Fragezeichen steht.

Auch ein mathematischer Beweis muss sich einer physikalischen Überprüfung stellen.

Da beide Hauptsätze jetzt viele Jahrzehnte lang nicht widerlegt werden konnten, muss man bis zur Demonstration des Gegenteils von der Richtigkeit beider ausgehen. Motivation für eine Widerlegung sollte es genug geben. Nobelpreise sind mit fast einer Million Euro dotiert.

ClausS schrieb:

Motivation für eine Widerlegung sollte es genug geben. Nobelpreise sind mit fast einer Million Euro dotiert.

Man könnte damit tausende Milliarden Euro verdienen, und das Energieproblem der Menschheit lösen. Aus der Umgebungswärme könnte einfach und umweltfreundlich elektrische Energie gewonnen werden.