THEMA:

Freddy schrieb:

In deiner Skizze soll also der kleine Diamagnet im Uhrzeigersinn von rechts nach links bewegt werden. (Permamagneten außen) Dann zog er vor kurzer Zeit an dem rechten Magneten vorbei. Wenn du die Situation vor dem Umklappen darstellen willst, dann hast du die Polung falsch eingezeichnet.

Freddy schrieb:

Außerdem verlangt der Drehimpulserhaltungssatz, dass die diamagnetische Scheibe nur über Kräfte auf den äußeren Kranz beschleunigt oder gebremst werden kann, nicht durch Verschiebung innerer Kräfte.

Es kann sein. Da bin ich mir nicht sicher, ob es so eine Kraft gibt.

@ Rainer Raisch

Scheint nicht so zu sein, eben vergleichbar mit der Mindestenergie des Lichtes, die für die Photovoltaik nötig ist. Der Magnetismus ist ja im niedrigen Potential, also stabil.

Schön, dass du das jetzt einsiehst

Dies war genau mein Gedanke bezüglich des Potentials.

Gähn, ein PM1, Verwendung von Para- oder Ferromagneten => sollte man seine Zeit nicht mit verschwenden.

Erwärmung oder Abkühlung wird da auch nicht weiter helfen. Da Magnete übereinander schweben können, können sie sich im labilen Gleichgewicht auch bewegen, aber keine Arbeit verrichten.

Es gibt NICHT zu jedem Phänomen elektrostatischer Kräfte ein Analogon im Magnetismus (z.B. keine Monopole). Aber es gibt prinzipiell zu jedem Phänomen des Magnetismus ein Analogon zu elektrostatischen Kräften, AUßER dem Diamagnetismus. Die Umwandlung von Wärmeenergie in magnetische Energiedichte macht genau den Unterschied.

@Jamali

Ja, in Position 3 wird auf den Diamagneten eine Kraft gegen den Uhrzeigersinn ausgeübt, die sich bremsend auf die Scheibe auswirkt. Das geht aber nur bis zum externen Feldmaximum. Danach wird auf den Diamagneten eine Kraft im Uhrzeigersinn ausgeübt. Da der Diamagnet wegen der endlichen Relaxationszeit seiner Idealposition immer ein bisschen nachläuft, ist die beschleunigende Kraft größer als die bremsende Kraft.

Freddy schrieb:

Schwierig wegen der Luftreibung, man muss im Positionsminimum die richtige Geschwindigkeit haben, im Umkehrpunkt muss hinreichend Zeit sein, dass sich die Elementarmagnete wieder zufällig anordnen. u.s.w.

Die Luftreibung ist mit Sicherheit kleiner als bei der Scheibe. Interessant ist auch nur, dass das Stück Scheibe über dem Abschnitt mit den Magneten beschleunigt wird. Das Pendel kann weit über die gemutmaßte Antriebseinheit weg schwingen. Sogar die könnte man ziemlich einfach von der Konstruktion her variabel machen. Unterm Strich muss die ja nur bei jedem Durchgang einen Schubs liefern. Und die "Antriebseinheit" muss auch nicht ganz unten sitzen. Da könnte man ganz beliebige Rahmenbedingungen nach einstellen.

Freddy schrieb:

Das wäre dann ein PM1, also nicht diskussionswürdig.

Dazu steht nichts in dem VIDEO drin. Und das kann ich von Deinem PM ja auch behaupten.

Freddy schrieb:

Der Funktion steht übrigens die Oberflächenspannung entgegen.

Im linken Teil sieht man, das das keine Rolle spielen kann. Der Haken muss irgendwo anders liegen.

Jamali schrieb:

Außerdem verlangt der Drehimpulserhaltungssatz, dass die diamagnetische Scheibe nur über Kräfte auf den äußeren Kranz beschleunigt oder gebremst werden kann, nicht durch Verschiebung innerer Kräfte.

Die Drehung der Elementarmagnete wid durch äußere Kräfte bewirkt, das hat nichts mit der inneren Drehimpulserhaltung zu tun.

Ich fürchte, das Problem ist, zwischen einer Bewegung und einem PM zu unterscheiden. Eine dauerhafte verlustlose zyklische Bewegung gibt es auch im stabilen Orbit. (von GW, Gezeitenkräften etc abgesehen).

@Pferdefuss

Linke Bild. Also wir entnehmen ein Bauelement oben links. Enthalten die Bauelemente Flüssigkeit zwischen ihren Oberflächen? Dann erfordert das enorm viel Oberflächenarbeit. Nehmen wir also an, zwischen den einzelnen Bauelementen im linken Körper (Kapillarkörper) sei kein Flüssigkeitsfilm. Auch dann haben wir noch Adhäsionskräfte, nur eben nicht so groß.

Jetzt legen wir das Bauelement oben rechts ab. Dann sinkt der Vergleichskörper nach unten.

Jetzt entnehmen wir unten rechts vom Vergleichskörper ein Bauelement. Zwischen den Bauelementen soll ein DICKER Flüssigkeitsfilm sein, so dass die Entnahme des Bauelements nicht viel Energie kostet.

Jetzt fügen wir das Bauelement unten links dem Auftriebsköper zu. Dabei müssen wir gegen die Oberflächenspannung Flüssigkeit zwischen dem neu zugefügten Bauelement und dem vorherigen untersten Bauelement verdrängen. Das kostet enorm viel Arbeit.

Steigt der Auftrittskörper jetzt nach oben? NEIN! Denn die Oberflächenspannung, dort wo er aus der Flüssigkeit in der Kapillare tritt, zieht ihn nach unten, sobald er die Oberfläche durch Aufstieg vergrößern will. Wir müssen also ein zweites Bauelement von rechts nach links unter Energieaufwand transportieren.

Jedenfalls muss irgendwo, egal wie man die Ausführung wählt, Oberflächenarbeit geleistet werden.

Die Luftreibung ist mit Sicherheit kleiner als bei der Scheibe. Interessant ist auch nur, dass das Stück Scheibe über dem Abschnitt mit den Magneten beschleunigt wird.

Die Luftreibung sollte deutlich höher sein. Außerdem addieren sich auf der Scheibe die beschleunigenden Kräfte. Vielleicht verstehe ich dich auch falsch. Mach ne Skizze, wie du das meinst.

@ Rainer Raisch

Die Drehung der Elementarmagnete wid durch äußere Kräfte bewirkt, das hat nichts mit der inneren Drehimpulserhaltung zu tun.

Sag ich ja. Nur sollte man sich das `Umklappen´ der `Elementarmagnete´ nicht kontinuierlich vorstellen. Der Vorgang ist durch die Bindungen im Diamagneten örtlich gequantelt.

Ich fürchte, das Problem ist, zwischen einer Bewegung und einem PM zu unterscheiden.

Hat man eine makroskopische Wärmebewegung, so hat man ein PM2 und kann dauerhaft Wärmenergie in Nutzenergie umwandeln.

Eine dauerhafte verlustlose zyklische Bewegung gibt es auch im stabilen Orbit. (von GW, Gezeitenkräften etc abgesehen).

DAS ist nun aber ein GANZ anderes Thema.

Freddy schrieb:

Jetzt fügen wir das Bauelement unten links dem Auftriebsköper zu. Dabei müssen wir gegen die Oberflächenspannung Flüssigkeit zwischen dem neu zugefügten Bauelement und dem vorherigen untersten Bauelement verdrängen. Das kostet enorm viel Arbeit.

Steigt der Auftrittskörper jetzt nach oben? NEIN!

Das ist ja der Witz an der Sache. Der Auftriebskörper steigt dann natürlich nach oben.

Freddy schrieb:

Die Luftreibung sollte deutlich höher sein. Außerdem addieren sich auf der Scheibe die beschleunigenden Kräfte. Vielleicht verstehe ich dich auch falsch. Mach ne Skizze, wie du das meinst.

Da werden wir uns nicht einig werden. Ich bin bei solchen Sachen halt für minimalen Aufwand bei maximalen Möglichkeiten was Messung und Änderung am Versuchsaufbau angeht. Der Aufbau mit der Scheibe ist meiner Meinung nach schon viel zu kompliziert. Aber ist ja Dein Versuch.

Freddy schrieb:

@ Rainer Raisch

Eine dauerhafte verlustlose zyklische Bewegung gibt es auch im stabilen Orbit. (von GW, Gezeitenkräften etc abgesehen).

DAS ist nun aber ein GANZ anderes Thema.

Ich will nur sagen, dass man aus der Bewegung keine Rückschlüsse ziehen kann.

Freddy schrieb:

Hat man eine makroskopische Wärmebewegung, so hat man ein PM2 und kann dauerhaft Wärmenergie in Nutzenergie umwandeln.

Stell Dir vor, es wird kälter, wohin geht Deiner Meinung nach diese Energie, wenn man das System gar nicht belastet? Was wird wenigstens erwärmt?

Wie ich schon sagte, setzt das Absinken im neuen Potential voraus, dass das Potential vorher erhöht wurde. Die Diamagnete können nicht andauernd absinken. Und sie werden nicht durch die Umgebungswärme angehoben sondern durch die Rotation, die dadurch im selben Maß gebremst wird wie sie durch das Absenken angetrieben wird.

Freddy schrieb:

Dass er sich bei der Ausrichtung abkühlen MUSS, ist meines Wissens erst von mir so formuliert worden.

Dafür gibt es keinerlei Hinweise. Ein Komet, der im Gravitationspotential absinkt, wird nicht kälter sondern schneller, und auch die Raumtemperatur sinkt dabei keinesfalls. Dem Raum ist das Potential der Probemasse vollkommen egal. Allenfalls im Kontakt mit der Atmosphäre wird der Komet gebremst und die Atmosphäre erhitzt, niemals abgekühlt. Im Potential wird lediglich potentielle Energie in freie Energie verwandelt, das nennt man dann den Massedefekt. Das ist auch bei Ladungen im Coulombpotential nicht anders und auch Magnete im Magnetfeld können die Energiesätze nicht umkehren.

Natürlich haben wir es hier mit zwei unterschiedlichen Potentialen zu tun. Einerseits das innere Potential, das die Ausrichtung im Magnetfeld verursacht und dann das Potential bei der Abstoßung. Im Endeffekt sind es aber immer Potentiale, die sich zwischen zwei Werten ändern und nur durch die Rotationsbewegung ins gegensätzliche Magnetfeld und dadurch auf den hohen Wert wieder zurückgebracht werden.

Nehmen wir einen Elementar-Diamagnet, der ins Magnetfeld gebracht wird. Er fällt im inneren Potential auf Gegenpolung, wodurch er im äußeren Potential angehoben wird und abstoßend wirkt. Dies soll nach dem Plan die Drehbewegung erzeugen bzw verstärken, wodurch er ins anziehende Magnetfeld kommt und im Potential absinkt. Allerdings muss dabei sein inneres Potential angehoben werden, weil er nun nicht mehr diamagnetisch gegengepolt ist. Bis hier ist die Energie in den sich ändernden Potentialen in Summe genau ausgeglichen und nur für die Drehung ist Energie verbraucht (?) worden. Danach könnte sich der selbe Ablauf wiederholen, wenn nicht Energie verbraucht (?) worden wäre. Er wird das Rad also gar nicht in Drehung versetzen, bzw nicht beschleunigen, selbst wenn dabei keine Energie verbraucht wird. Denn dafür wäre ein dauerhaftes Absinken im Potential also frei werdende Energie nötig. Mit der Temperatur der Umgebung hat dies rein gar nichts zu tun.

@ Pferdefuss

Das ist ja der Witz an der Sache. Der Auftriebskörper steigt dann natürlich nach oben.

Da bin ich anderer Ansicht. Wir haben es hier mit einer Art Durchschlagphänomen zu tun. Vergleichbar mit einer mechanischen Feder die zwischen zwei Lagerungen aufgespannt ist, deren Abstand kleiner als die Feder ist. Ist die Feder horizontal aufgespannt, und kann weder nach hinten noch nach vorne ausweichen, dann muss sie nach oben oder unten ausweichen. Einmal nach oben ausgewichen, kann man oben erhebliche Gewichte ablagern, bis die Feder umschlägt und nach unten ausweicht.

Solange die Auftriebskraft von unten kleiner ist, als die Kraft mit der sich die Oberfläche verkleinert, wird der Auftriebskörper durch die Flüssigkeit die an ihm zieht, am Aufstieg gehindert.

Ersetzen wir den homogenen Auftriebsköper mal gedanklich durch eine Kugelkette, bei der die Kugelsegmente durch lange dünne Bolzen verbunden sind. Dann muss jedes Kugelsegment beim Herauskommen zunächst Flüssigkeit nach oben transportieren und dann die Oberfläche durchbrechen, wenn deren Kohäsionskräfte kleiner werden als der Druck von unten auf sie. Das kostet Arbeit. Erst wenn die Kugel zu mehr als der Hälfte die Oberfläche der Flüssigkeit durchbrochen hat, schließt sich die Oberfläche wieder, drängt die Kugel nach oben und der Flüssigkeitspegel in der Kapillare sinkt wieder. Kann man die Energie zurückgewinnen? Ich glaube nicht.

Der Auftriebskörper, so wie er in der Zeichnung dargestellt ist, darf notwendigerweise zwischen seinen Bauelementen keine Flüssigkeit haben. Das Verdrängen der Flüssigkeit zwischen dem vormals untersten Bauelement und dem neu zugefügten Bauelement kostet Oberflächenarbeit. Das ist der Pferdefuß, oder von mir aus auch der Pferdekuss.

Freddy schrieb:

Der Auftriebskörper, so wie er in der Zeichnung dargestellt ist, darf notwendigerweise zwischen seinen Bauelementen keine Flüssigkeit haben. Das Verdrängen der Flüssigkeit zwischen dem vormals untersten Bauelement und dem neu zugefügten Bauelement kostet Oberflächenarbeit. Das ist der Pferdefuß, oder von mir aus auch der Pferdekuss

Bei der Ring-Variante gibt es keine einzelnen Bauelemente mehr. Von daher spielt das bei der Betrachtung keine Rolle.

Freddy schrieb:

Da bin ich anderer Ansicht.

Sobald ein Bauelement unter dem Oberlächenniveau (dem außerhalb des Kapillars) ist, erfährt es eine Auftriebskraft. Und wenn man dieses Element unter einen Schwimmer bringt, dann wirkt die Kraft auf den Schwimmer und drückt den hoch. Da gibt es eigentlich keinen Zweifel dran.

@Pferdefuss

Bei der Ring-Variante gibt es keine einzelnen Bauelemente mehr. Von daher spielt das bei der Betrachtung keine Rolle.

Bei der Ring-Variante gibt es keinen Auftrieb, weil der Ring entweder so glatt ist, dass nirgendwo Druckunterschiede angreifen keinen, es also keine tangentiale Kraftkomponente gibt, ODER falls doch, das Herausziehen des Rings wegen der Oberflächenkräfte Energie kostet.

Sobald ein Bauelement unter dem Oberlächenniveau (dem außerhalb des Kapillars) ist, erfährt es eine Auftriebskraft. Und wenn man dieses Element unter einen Schwimmer bringt, dann wirkt die Kraft auf den Schwimmer und drückt den hoch. Da gibt es eigentlich keinen Zweifel dran.

Je nach Ausführung braucht man entweder unter dem Flüssigkeitsspiegel Energie um die Bauelemente dicht zusammenzufügen, ODER über dem Flüssigkeitsspiegel Energie, um sie wieder auseinander zu ziehen.

Freddy schrieb:

Bei der Ring-Variante gibt es keinen Auftrieb, weil der Ring entweder so glatt ist, dass nirgendwo Druckunterschiede angreifen keinen, es also keine tangentiale Kraftkomponente gibt, ODER falls doch, das Herausziehen des Rings wegen der Oberflächenkräfte Energie kostet.

Wenn man ihn ganz untertaucht, dann taucht er trotzdem wieder auf. Ziemlich egal wie glatt der ist. Die Preisfrage ist halt, warum ist die Kräftesumme im Ringumlauf 0 ist und bei dem Versuch mit den Klötzchen im Umlauf zumindest anscheinend ungleich 0 ist.

Freddy schrieb:

Je nach Ausführung braucht man entweder unter dem Flüssigkeitsspiegel Energie um die Bauelemente dicht zusammenzufügen, ODER über dem Flüssigkeitsspiegel Energie, um sie wieder auseinander zu ziehen.

Soll das heißen, dass die Summe der Kräfte auf dem Weg für einen Umlauf ungleich 0 sein darf, wenn man die Energie für die Flüssigkeitsspiegel vernachlässigt?

www.scinexx.de/news/technik/kuehlen-ohne-kaeltemittel/
Eine vielversprechende Option ist ein physikalischer Effekt, der schon im Jahr 1917 entdeckt wurde: Bestimmte Materialien erwärmen sich, wenn sie einem Magnetfeld ausgesetzt werden. In wechselnden Feldern entsteht dadurch ein Zyklus von Erwärmen und Abkühlen, der sich zur Kühlung nutzen lässt. Bei der magnetokalorischen Kühlung wird die entstehende Wärme abgeführt, so dass die zyklische Abkühlung das Material immer weiter herunterkühlt.
...
Mit einer dieser Legierungen haben nun Forscher vom Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM eine optimierte magnetokalorische Kühlung entwickelt. Sie nutzten dafür eine Lanthan-Eisen-Silizium-Legierung, die sich beim Anlegen eines Magnetfeldes erwärmt und beim Abschalten wieder abkühlt.
...
Das langfristige Ziel ist, 50 Prozent des theoretisch maximalen Wirkungsgrades zu erreichen. Vergleichbare bisherige Systeme erzielen heute rund 30 Prozent.

@ Rainer Raisch

«Stell Dir vor, es wird kälter, wohin geht Deiner Meinung nach diese Energie, wenn man das System gar nicht belastet? Was wird wenigstens erwärmt?»

Es wird nicht kälter. Eine makroskopische Wärmebewegung bringt das System aus Sicht der Thermodynamik erst in das thermodynamische Gleichgewicht, in dem es zuvor nicht war. Es können Temperaturdifferenzen und Wärmeflüsse innerhalb des Systems auftreten, aber diese `Temperaturdifferenzen´ liegen aus Sicht der Thermodynamik (als Teil der a priori Logik) an der mangelhaften Definition der Temperatur (in der von Menschen erkannten Logik), die ja bekanntlich über die Bewegungsenergie oder über die Verteilung der Energie definiert werden kann. Definiert über die Verteilung der Energie kann es bekanntlich auch negative Temperaturen geben. Eine korrekte vollständige Definition der Temperatur würde beide Definitionen verbinden.

«Wie ich schon sagte, setzt das Absinken im neuen Potential voraus, dass das Potential vorher erhöht wurde. Die Diamagnete können nicht andauernd absinken.»

Da bist du schon wieder bei einem PM1. Was meinst du wohl, warum ich im Titel nicht von erneuerbaren Energien, sondern von erneuerbaren Energieflüssen geschrieben habe? Die Diamagneten wechseln ständig ihren Zustand. Und das externe Feld wechselt ständig seinen Zustand. Dadurch können die Diamagneten ständig im neuen Potential AUFSTEIGEN, sofern zugleich die Wärmeenergie absinkt.

«Und sie werden nicht durch die Umgebungswärme angehoben sondern durch die Rotation, die dadurch im selben Maß gebremst wird wie sie durch das Absenken angetrieben wird.»

Stell dir vor, wir stellen das System in eine große Thermoskanne und pumpen die Luft heraus. Die Rotation (eine makroskopische Wärmebewegung) wird zunächst beschleunigt, indem die Diamagnete abkühlen. Dabei sinkt auch die Temperatur des Gesamtsystems. Die Permamagnete sind noch wärmer als die Diamagnete und erwärmen letztere wieder ein bisschen mittels Strahlung. Je kälter die Diamagnete werden, umso größer wird ihre Relaxationszeit und umso langsamer muss die Scheibe im Energiegleichgewicht der Flüsse drehen. Das geht so lange, bis Fließgleichgewicht erreicht ist. In diesem ist die Temperatur der Diamagnete kleiner als die Temperatur der Permamagnete. Von den Permamagneten fließt ständig Wärme in die Diamagnete. Durch die Rotation fließt ständig Wärme in den Zustandswechsel der Diamagneten. Aus dem Zustandswechsel der Diamagneten fließt ständig Energie in die Rotation.

«Ein Komet, der im Gravitationspotential absinkt, wird nicht kälter sondern schneller, –»

Ich finde den Vergleich gar nicht schlecht. Ein Körper wird im Gravitationspotenzial zur höchsten Felddichte gezogen. Dabei wird er schneller, sozusagen wärmer, wenn man das System ins mikroskopische überträgt. Ein Diamagnet wird im magnetischen Feld zur geringsten Felddichte gedrängt. Dabei wird er kälter.

«Nehmen wir einen Elementar-Diamagnet, der ins Magnetfeld gebracht wird. Er fällt im inneren Potential auf Gegenpolung, wodurch er im äußeren Potential angehoben wird und abstoßend wirkt.»

Es lassen sich inneres und äußeres Potential nicht zeitlich trennen. Wir betrachten die Vorgänge im H2-Molekül oder He-Atom. Das Orbital des Elementar-Diamagneten (mit 2 Elektronen gefüllt) hat zunächst nach außen keinen Magnetismus. Jetzt wird von außen ein Magnetfeld angelegt. Die beiden Elektronen des Orbitals wechselwirken mit dem Kern und mit dem anderen Elektron über elektrische und magnetische Kräfte. Durch das äußere magnetische Feld verschieben sich ihre Aufenthaltswahrscheinlichkeiten so, dass das Orbital nun einen Elementarmagneten bildet, dessen Polarisierung antiparallel zum externen Feld gerichtet ist. Dadurch hat sich nun die magnetische Energiedichte des Raumes erhöht.

Dies geht nur bei einer gleichzeitigen Temperaturerniedrigung. Dabei ist die Kausalität egal. Man könnte sagen, die beiden Elektronen des Orbitals konnten ihre Umformierung nur durch thermische Stöße von außen ändern, wobei der Rückstoß weniger Energie enthielt. Man könnte auch sagen, dass durch den Vorgang der Umformierung der beiden Elektronen der Rückstoß thermischer Stöße geringer ausfiel. Während der Umformierung ist das Orbital als abstoßende Hülle betrachtet `weicher´.

Durch den größeren van-der-Waalsradius des H2-Moleküls gegenüber dem He-Atom fällt das diamagnetische Moment des H2-Moleküls stärker aus, denn es ist ja stärker (magnetisch) polarisierbar.

Wir haben hier quantenphysikalische Statistik auf der untersten Ebene gegen den statistischen Vorgang der Wärme, der im Festkörper auch über die Phononen des Diamagneten bis in den Bereich mehrerer Nanometer gehen kann. Deshalb zeigen manche Festkörper einen so starken Diamagnetismus.

«Dies soll nach dem Plan die Drehbewegung erzeugen bzw verstärken, wodurch er ins anziehende Magnetfeld kommt und im Potential absinkt.»

Der Elementar-Diamagnet ist antiparallel ausgerichtet. Kommt er nun durch eine erzwungene oder spontane Bewegung in ein parallel gerichtetes Magnetfeld, ist der Diamagnet parallel ausgerichtet und wird angezogen; zur höchsten Felddichte. Dadurch sinkt er im externen Potential ab.

«Er fällt im inneren Potential auf Gegenpolung,»

Im inneren Potential sollte man nicht von Gegenpolung sprechen. Die Wechselwirkung der beiden Elektronen des Orbitals ist bezüglich der stehenden Wellen und abstoßenden und anziehenden Kräfte (elektrostatisch und magnetisch) des anderen Elektrons und des Kerns durch den Vorzeichenwechsel nicht mehr optimal. Innerhalb des Orbitals kommt es zu Kräften die die Aufenthaltswahrscheinlichkeiten der Elektronen umformieren, so dass sich erneut ein antiparallel gerichteter Elementarmagnet bildet. Dies ist wiederum mit einem Wärmefluss gekoppelt.

«wodurch er im äußeren Potential angehoben wird und abstoßend wirkt.»

Ja, dadurch wird der Elementar-Diamagnet im externen Potential angehoben und danach wieder in schwächeres Feld gestoßen.

«Dies soll nach dem Plan die Drehbewegung erzeugen bzw verstärken, wodurch er ins anziehende Magnetfeld kommt und im Potential absinkt. »

Im externen Potential absinkt – ja, so ist der Plan.

«Allerdings muss dabei sein inneres Potential angehoben werden, weil er nun nicht mehr diamagnetisch gegengepolt ist.»

Ja, das kann man so ausdrücken. Dieses Anheben des inneren Potentials bewirkt aber keine Kräfte auf den Permamagnet oder den Festkörper-Diamagneten. Es geht eigentlich immer nur um Kräfte. Energien und Potentiale sind nur Rechengrößen Zwecks Vereinfachung der Betrachtung. Es sind Modellvorstellungen, die wie jede Modellvorstellung Grenzen unterliegt.

«Bis hier ist die Energie in den sich ändernden Potentialen in Summe genau ausgeglichen und nur für die Drehung ist Energie verbraucht (?) worden.»

Setzt man so wie du es tust voraus, dass keine Wärme fließt, kann man das so sagen. Dann ist es ein Wechselspiel innerer Kräfte im Orbital, die ganz kurzreichweitig sind, und äußerer Kräfte auf die Permamagneten und den Diamagneten als Festkörper.

«Danach könnte sich der selbe Ablauf wiederholen, wenn nicht Energie verbraucht (?) worden wäre.»

Danach könnte sich (ohne Wärmefluss) der selbe Ablauf so lange wiederholen, bis alle Energie verbraucht ist.

«Er wird das Rad also gar nicht in Drehung versetzen, bzw nicht beschleunigen, selbst wenn dabei keine Energie verbraucht wird.»

Da erliegst du einem Zirkelschluss. Deine Argumentationslinie ist a) es fließt keine Wärme, deshalb ist es b) ein PM1, deshalb kann es c) keine Kraft geben, die die Bewegung beschleunigt. Wenn du keinen Wärmefluss haben willst, OK dann kommt die Energie eben aus der Raumenergie Auf jeden Fall könnte in einem PM1 der Zyklus viele Male wiederholt werden, bis alle Energie `verbraucht´ ist.

«Denn dafür wäre ein dauerhaftes Absinken im Potential also frei werdende Energie nötig.»

Da bist du schon wieder bei einem PM1. Außerdem haben wir es, wie du selbst geschrieben hast, mit zwei Potentialen zu tun, die auch noch ständig ihre Vorzeichen wechseln; und das phasenverschoben.

«Mit der Temperatur der Umgebung hat dies rein gar nichts zu tun.»

Doch, hat es. Es ist ein geschlossener Energiefluss und die Rotation stellt eine makroskopische Wärmebewegung dar.

P.S. Danke für den Link. Ich denke, dir ist schon klar dass das verwendete Material ferromagnetisch ist. Ein Ferromagnet erwärmt sich beim Anlegen eines Magnetfelds. Bei einem Diamagneten ist es genau umgekehrt (nur viel schwächer).

@ Rainer Raisch und @ Pferdefuss

Vielleicht ist euch in dem Artikel aufgefallen, dass die Curietemperatur von Gadolinium ungefähr bei Raumtemperatur liegt, um genau zu sein bei 292,5K.

Damit lässt sich vielleicht auch ein einfaches PM2 basteln. Wir haben einen Raum mit ca. 19,2°C. Auf einer Fläche liegt ein Körper aus Gadolinium, der ein weicher Ferromagnet ist. Über dem Gd-Körper befindet sich ein Permamagnet, der die Weissschen Bezirke des Gd-Körpers ausrichtet und gegen die Schwerkraft nach oben zieht. Der Gd-Körper knalle vor den Permamagnet, was in beiden eine Erwärmung verursacht (Bewegungsenergie wird in Wärmenergie umgesetzt). Durch die Erwärmung kommt der Gd-Körper über seine Curietemperatur, ist dann nur noch paramagnetisch, kühlt sich dabei ab und fällt nach unten, weil das erneute Ausrichten der Weissschen Bezirke Zeit braucht. Beim Aufprall erwärmt sich der Gd-Körper erneut und ist eine Zeit lang nur noch paramagnetisch.

Ich habe das Ganze aber noch nicht durchdacht.

@ Pferdefuss

Deine Fragen sind beantwortet worden.

Freddy schrieb:

Ein Diamagnet wird im magnetischen Feld zur geringsten Felddichte gedrängt. Dabei wird er kälter.

«Nehmen wir einen Elementar-Diamagnet, der ins Magnetfeld gebracht wird. Er fällt im inneren Potential auf Gegenpolung, wodurch er im äußeren Potential angehoben wird und abstoßend wirkt.»

Es lassen sich inneres und äußeres Potential nicht zeitlich trennen.

Natürlich nicht, aber logisch läßt es sich gesondert betrachten, In Summe muss es natürlich das nierigere Potential sein, sonst würd es nicht passieren.

Freddy schrieb:

«Er fällt im inneren Potential auf Gegenpolung,»

Im inneren Potential sollte man nicht von Gegenpolung sprechen.

Doch , selbstverständlich, genau das ist es. Dafür muss das Potential um exakt ebensoviel angehoben werden, wie es vorher beim Flip abgesunken ist. Erst dann kann es erneut flippen. Wenn nun die Rückstellung durch das Wärmebad erfolgen würde, dann wäre es ja optimal, nur geht das nicht so, sondern die Rotation ist nötig, und dieser wird dabei genau diese Potentialdifferenz entzogen, ein mechanischer Widerstand (Gegenkraft).

Freddy schrieb:

Ein Ferromagnet erwärmt sich beim Anlegen eines Magnetfelds.

Solange ich das nicht exakt verstanden habe (ebenso die Abkühlung durch Verdunstung), hängt alles in der Luft. Außerdem kommt Dein Ferromagnet (Permamagnet) beim Flippen ins Gegenmagnetfeld, wobei er sich genauso erwärmen muss. Das hält sich alles genau die Waage, genz egal wie oder ob es überhaupt stattfindet.

Freddy schrieb:

Ich habe das Ganze aber noch nicht durchdacht.

Die Temperaturänderug ist zwar bemerkenswert. Doch es ändert nichts daran, dass im zyklischen Betrieb jedem Vorgang ein genau entgegengesetzter Vorgang gegenüberssteht und in Summe nichts gewonnen werden kann, sondern für erwünschte Effekte immer Energie hineingesteckt werden muss.

Pferdefuss schrieb:

Soll das heißen, dass die Summe der Kräfte auf dem Weg für einen Umlauf ungleich 0 sein darf,wenn man die Energie für die Flüssigkeitsspiegel vernachlässigt?

Freddy schrieb:

@ Pferdefuss

Deine Fragen sind beantwortet worden.

Ich denke einmal, dass die Kräftesumme auf dem besagten geschlossenen Weg tatsächlich ungleich Null ist wenn man die Energie für die Flüssigkeitsspiegel vernachlässigt kann unmöglich stimmen. Da werden wir wohl auch nicht zusammen kommen.

@Pferdefuss

Entschuldige bitte, aber ich war wohl etwas zu harsch, weil ich dich mit einem anderen User verwechselt habe.

Drückt man den Ring unter die Flüssigkeit, so hat er eine obere Fläche auf die ein kleiner Druck wirkt und eine untere Fläche, auf die ein großer Druck wirkt. Also wirkt auf ihn eine Auftriebskraft. Diese wirkt innerhalb der Kapillare (die man der Biegung des Rings anpassen könnte) NICHT, da es dort die entsprechenden Flächen nicht gibt.

Wäre die Oberfläche des Auftriebskörpers (im linken Bild in der Kapillare) völlig glatt und unstrukturiert, so müsste sein gesamter Auftrieb durch den Druck auf seine unterste Fläche seine Gewichtskraft kompensieren. In der Kapillare ist der Druck aber entsprechend der Höhe über NN verkleinert. Ragt die Kapillare weiter über NN hinaus, als der Auftriebskörper lang ist, dann sinkt dieser innerhalb der Kapillare bis sich seine obere Fläche in der Grenzfläche Flüssigkeit-Luft befindet.

Man kann den Prozess so führen, dass die Oberfläche des Auftriebskörpers so strukturiert ist, dass er entsprechend aus der Kapillare ragt, aber dann kommt es sehr auf die Grenzflächenspannung zwischen Flüssigkeit und Auftriebskörpers an. Die lässt sich nämlich NICHT vernachlässigen.

@ Rainer Raisch

Natürlich nicht, aber logisch läßt es sich gesondert betrachten, In Summe muss es natürlich das nierigere Potential sein, sonst würd es nicht passieren.

Du musst hier das elektromagnetisch-chemische Potential betrachten, und dabei ist eben die Entropie wichtig. Du lässt in deiner Potentialbetrachtung die Entropie immer außen vor.

de.wikipedia.org/wiki/Magnetokalorischer_Effekt

Die Gesamtentropie eines Systems ist konstant oder steigt.

Der Kühlungseffekt wird mit paramagnetischen Substanzen in der Nähe der Curietemperatur erzeilt (unterhalb dieses Temperaturbereichs liegt ein Ferromagnet vor). Ja, das gilt sowohl für paramagnetische wie diamagnetische Substanzen.

Bei dem magnetokalorischen Effekt besteht die Gesamtentropie aus der thermischen und der magnetischen Entropie.

Ja, das gilt sowohl für paramagnetische wie diamagnetische Substanzen.

Durch die Ausrichtung der magnetischen Momente in einem Material sinkt die magnetische Entropie.

VORSICHT! Durch die PARALLELE Ausrichtung der magnetischen Momente in einem paramagnetischen Material sinkt die magnetische Entropie. Durch die Emergenz magnetischer Momente und deren ANTIPARALLELE Ausrichtung in einem diamagnetischen Material steigt die magnetische Entropie.

Somit muss die thermische Entropie als Ausgleich steigen und somit die Temperatur.

Ja, im Paramagneten. Im Diamagneten muss die thermische Entropie als Ausgleich sinken und somit auch die Temperatur. Ich habe das hier einmal mit den Mtteln der Thermodynamik vorgerechnet:

umwelt-wissenschaft.de/forum/massnahmen-...energiequellen#97976

Das müßte ich erst studieren ...
vor allem verstehe ich nicht wozu man immer die Entropie betrachtet, die ist ja in die Formeln der Boltzmannverteilung bzw Stefan-Boltzmann-Konstante etc schon eingearbeitet. Ansonsten ist es ja einfach S=E/T. Doch die Temperatur muss sich ja aus etwas ergeben und entsteht nicht nur aus Gefälligkeit zur Entropie...sondern dies würde dann bedeuten, dass das sicherlich nicht funzt.

Und genau das ist ja das Argument gegen das PM2, es verstößt gegen die Entropie-Einbahnstraße.

Wenn die Temperatur durch einen Vorgang abgesenkt wird, dann wird sich die Temperatur durch den entgegengesetzten Vorgang sicher erhöhen. Und genau dies ist für jeden zyklischen Vorgang nötig. Da nützt es auch nichts, das Teil im Wärmebad zu erwärmen.

Aber ich verstehe nicht wirklich etwas davon, das sind nur naive Gedanken. Andererseits vertraue ich diesen mehr als einem PM2.

@Freddy

Man versucht seit dreihundert Jahren Geräte zu bauen, die ohne weitere Energiezufuhr ewig in Bewegung bleiben. Bisher hat es niemanden gelungen.
Ich interessiere mich zu wissen, wie Du über Deine Ideen denkst. Wie schätzt Du die Funktionalität Deiner Ideen in Prozentzahlen ein, 90% oder 0,00001% oder Null?

@Jamali

Man versucht seit dreihundert Jahren Geräte zu bauen, die ohne weitere Energiezufuhr ewig in Bewegung bleiben. Bisher hat es niemanden gelungen.

Eher seit 3000 Jahren und es wird auch nie einem Menschen gelingen. Was jedoch ein effektives PM2 betrifft, so bin ich optimistisch. Schließlich hat die Physik in den letzten 3000 Jahren deutlich an Einsichten hinzugewonnen.

Ich interessiere mich zu wissen, wie Du über Deine Ideen denkst. Wie schätzt Du die Funktionalität Deiner Ideen in Prozentzahlen ein, 90% oder 0,00001% oder Null?

PM2 auf Basis der Relaxationszeit von Diamagneten: Enthält zu 99% keinen Denkfehler, Bau eines funktionstüchtigen Prototypen zu 80% möglich (die Kräfte sind sehr klein).

PM2 auf Basis der Steighöhe eines Ferrofluids: Enthält zu 60% keinen Denkfehler, Bau eines funktionstüchtigen Prototypen zu 59% möglich.

PM2 auf Basis eines chiralen Gases und der chiralen, gleichgerichteten Oberfläche eines Festkörpers: Enthält zu 99% keinen Denkfehler, Bau eines funktionstüchtigen Prototypen zu 98% möglich.

@ Rainer Raisch

Wenn die Temperatur durch einen Vorgang abgesenkt wird, dann wird sich die Temperatur durch den entgegengesetzten Vorgang sicher erhöhen. Und genau dies ist für jeden zyklischen Vorgang nötig. Da nützt es auch nichts, das Teil im Wärmebad zu erwärmen.

Die Elementar-Diamagneten werden durch das Wechselfeld ständig neu ausgerichtet, was ständig Energie bedarf die aus dem Wärmebad kommt. Und sie üben durch ihre verspätete Neupositionierung ständig eine Kraft auf die äußeren Permamagneten aus, die im Uhrzeigersinn gerichtet ist. Ich werde dazu noch eine Skizze anfertigen.

Freddy schrieb:

PM2 auf Basis der Relaxationszeit von Diamagneten: Enthält zu 99% keinen Denkfehler, Bau eines funktionstüchtigen Prototypen zu 80% möglich (die Kräfte sind sehr klein).

PM2 auf Basis der Steighöhe eines Ferrofluids: Enthält zu 60% keinen Denkfehler, Bau eines funktionstüchtigen Prototypen zu 59% möglich.

PM2 auf Basis eines chiralen Gases und der chiralen, gleichgerichteten Oberfläche eines Festkörpers: Enthält zu 99% keinen Denkfehler, Bau eines funktionstüchtigen Prototypen zu 98% möglich.

Dann hast Du so gut wie sicher den nächsten Nobelpreis in Physik. Worauf wartest Du?
An deiner Stelle würde ich die Geräte so schnell wie möglich bauen.

Freddy schrieb:

Die Elementar-Diamagneten werden durch das Wechselfeld ständig neu ausgerichtet,

Ich habe es zwar schon mehrfach geschrieben, aber das Verbringen der ausgerichteten Diamagnete ins entgegengesetzte (also gleichgepolt mit den Diamagneten) Magnetfeld kostet (Widerstand) zumindest genauso viel Energie, wie beim Flip freigesetzt (Antrieb) werden kann. Die Potentialdifferenz wird durch die Rotation aufgebaut und entläd sich beim Flip. Dabei ist es vollkommen egal, wie groß die Relaxationszeit oder Rotationsgeschwindigkeit sind, oder welche Temperatur das Wärmebad hat. Auch das Schicksal der Permamagnete ist ohne jede Bedeutung, bzw könnte sich nur negativ auswirken.
Soweit ich es verstanden habe, hast Du darauf noch nie geantwortet, sondern andere Aspekte gewälzt.

Rainer schrieb:

das Argument gegen das PM2, es verstößt gegen die Entropie-Einbahnstraße.

Das ja, aber wenn ich die Idee eines PM2 richtig verstehe, dann braucht es Energiezufuhr, und die kann aus der Umgebung kommen. Sowas existiert doch schon längst: Man nennt es z.B. Leben. Es verstößt auch gegen die Entropie-Einbahnstraße dank Energiezufuhr. Auch Wind- und Sonnenenergie kann nutzbar gemacht werden. Lebendige Energielieferanten wie Arbeitspferde, Esel, Sklaven usw. sind halt aus der Mode gekommen und auch weniger effektiv...

Steinzeit-Astronom schrieb:

dann braucht es Energiezufuhr, und die kann aus der Umgebung kommen

Nein, man benötigt ein Energiegefälle, Energie alleine ist unbrauchbar, jedenfalls bei Wärmefluss als Folge eines Temperaturgefälles. Und genau dagegen verstößt das PM2. Es soll aus einem homogenen Temperaturbad Arbeit schöpfen und dabei sogar ein Potentialgefälle herstellen. Das wäre sogar doppelt geschöpft.

Stell Dir vor, überall herrscht das Nullpotential, dann kann nichts hinunterfallen, nichts kann sich bewegen. Ein Hochplateau ist genauso flach wie eine Tiefebene.

Dennoch entsteht bei Verdunstung auch Abkühlung, das liegt aber wohl an einer lokalen Dynamik, die erst einmal erzeugt werden musste.
wiki:
Bei der Verdunstungskühlung wird einem Medium (z. B. der Luft oder einer Oberfläche) durch die Verdunstung von Wasser Energie in Form von Wärme (Verdampfungsenthalpie) entzogen. Verdunstungskühlung wird im Bereich der Versorgungstechnik auch gerne adiabate oder adiabatische Kühlung genannt, da der physikalische Prozess theoretisch eine isenthalpe Umwandlung von sensibler in latente Wärme ist. Es handelt sich bei ihr um einen durch Phasenübergang (Wasser zu Dampf) verstärkten Wärmetransportprozess von hoher zu niedriger Temperatur und stellt damit einen selbst ablaufenden, „rechtsläufigen“ (= Kühlung) thermodynamischen Kreisprozess dar. Deshalb wird außer für den Transport von Luft und Wasser keinerlei zusätzliche mechanische, elektrische oder thermische Energie benötigt.

Sieht zwar eher anders herum aus, aber sowas dachte ich mir schon, wenngleich ich es dennoch noch nicht sehen kann.

So ähnlich stellt es sich Freddy wohl auch vor, nur kann das niemals zyklisch gehen. Dafür gilt der Carnot-Prozess, dass es eben nicht geht.

@Jamali

«Worauf wartest Du? An deiner Stelle würde ich die Geräte so schnell wie möglich bauen.»

Das kann ich nicht alleine. Ich warte darauf dass einer Lust bekommt, mir dabei zu helfen.

@ Rainer Raisch

«Ich habe es zwar schon mehrfach geschrieben, aber das Verbringen der ausgerichteten Diamagnete ins entgegengesetzte (also gleichgepolt mit den Diamagneten) Magnetfeld kostet (Widerstand) zumindest genauso viel Energie, wie beim Flip freigesetzt (Antrieb) werden kann. Die Potentialdifferenz wird durch die Rotation aufgebaut und entläd sich beim Flip. Dabei ist es vollkommen egal, wie groß die Relaxationszeit oder Rotationsgeschwindigkeit sind, oder welche Temperatur das Wärmebad hat. Auch das Schicksal der Permamagnete ist ohne jede Bedeutung, bzw könnte sich nur negativ auswirken.»

Ich meine, dass deine Behauptung falsch ist, weil sie unzulässig zwischen klassischen und quantenmechanischen Vorstellungen springt und weil sie eine mikroskopisch begründete Kausalität enthält, die von der Thermodynamik widerlegt wird.

Beschreiben wir das System zunächst einmal durchgehend klassisch. Ich habe hier eine neue Skizze gemacht. Obere Skizze die langsame Bewegung des Diamagneten von links nach rechts, unten zum Vergleich eine schnelle Bewegung und ganz unten eine sehr schnelle Bewegung. Oben tritt keine Nettokraftkomponente nach rechts (oder links) auf. Unten, bzw. Mitte, haben wir eine Kraftkomponente nach rechts. Und ganz unten haben wir in jeder Position 1-4 eine Kraftkomponente nach rechts.

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In der Mitte läuft der Elementar-Diamagnet der Position um 1/8 der Wellenlänge nach, ganz unten läuft er der Position um 1/4 der Wellenlänge nach.

Die abstoßenden Kräfte sind violett dargestellt, die anziehenden Kräfte schwarz und die Kraftkomponenten nach links oder rechts blau; der Übersichtlichkeit wegen im unteren Bereich des Diamagneten dargestellt. Z.B. Skizze ganz unten zeigt sofort, dass in den Positionen 1-3 eine Kraftkomponente nach rechts auftritt. Rechnet man die Situation in Position 4 durch, stellt man fest, dass auch dort eine kleine Kraftkomponente nach rechts auftritt.

Wir könnten das System leicht im Makroskopischen im großen Maßstab nachbauen. Auf der Scheibe, die ansonsten den Diamagneten darstellt, positionieren wir Menschen, die die drehbar gelagerten Magnete immer in die gewünschte Position führen.

Haben wir dann ein PM1? Nein, denn die Tätigkeit der Menschen erfordert von den Menschen natürlich Kraft und Arbeit. Wir müssten die Menschen entsprechend füttern.

Im Mikroskopischen sieht die Situation nicht viel anders aus. Die Arbeit wird von kleinen, quantenmechanischen Kobolden ausgeführt. Und füttern müssen wir die mit Wärme.

Die Themodynamik sagt uns, dass das antiprallele Ausrichten eines Elementar-Magneten Energie kostet. Der Magnet fällt sozusagen die Treppe hoch. Die benötigte Energie kommt aus der Wärme. Danach liefert das System Energie, abgreifbar in Form der Rotationsenergie.

Jetzt noch einmal zu deiner Behauptung im einzelnen:

«das Verbringen der ausgerichteten Diamagnete ins entgegengesetzte (also gleichgepolt mit den Diamagneten) Magnetfeld kostet (Widerstand)»

Nein, das Verbringen der nachlaufend ausgerichteten Diamagnete liefert Energie, unabhängig von der Polarisierung des äußeren Magnetfelds. Sieh es dir in der Skizze an!

«wie beim Flip freigesetzt (Antrieb) werden kann.»

Der Flip kostet Energie. Diese Energie kommt aus der Erniedrigung der Wärmeenergie.

«Die Potentialdifferenz wird durch die Rotation aufgebaut»

Ja, kann man so sagen.

«und entläd sich beim Flip.»

Nein, der Flip kostet (Wärme)Energie und vergrößert die Potentialdifferenz.

@Steinzeit-Astronom

Rainer schrieb: das Argument gegen das PM2, es verstößt gegen die Entropie-Einbahnstraße.

Das ja, aber wenn ich die Idee eines PM2 richtig verstehe, dann braucht es Energiezufuhr,

Das Argument von Rainer ist natürlich ein Zirkelschluss. Ebenso wie sein Hinweis auf den Carnotschen Kreisprozess und dessen Wirkungsgrad. Ein PM2 soll der Idee nach im thermischen Gleichgewicht aus einem Wärmebad Energie entnehmen und in Primärenergie umwandeln. Der Konflikt setzt schon am 0. Hauptsatz der Thermodynamik an:

Wenn A mit B im thermischen Gleichgewicht und B mit C im thermischen Gleichgewicht, dann ist auch A mit C im thermischen Gleichgewicht.

Nicht unbedingt. Es hängt von unserer Fragestellung ab, insbesonder im Fall von Quantensystemen. Siehe

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.>>

Dein Vergleich mit der Thermodynamik von Lebewesen trifft nicht, da Leben ein Potentialgefälle benötigt, weit vom thermodynamischen Gleichgewicht. Sieh dir am besten die Links zu den Skizzen an, die ich vor diesem Beitrag gepostet habe.

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