Hey
ich habe mich heute als ich über den Physikunterricht nachgedacht habe, gefragt wieso man nicht zu Energiegewinnung eine Kombination aus Stirlingmotor und Wärmepumpe benutzt. Als Medium zum Abkühlen könnte man doch die Weltmeere nehmen. Man würde also aus der Wärme des Meeres Energie schöpfen.
Genaugesagt würde ich einen Stirlingmotor nehmen, ihn durch hinzugefügte Wärmeenergie antreiben. Die entstehende mechanische Energie würde ich zum Antreiben einer Wärmepumpe benutzen, die die Weltmeere abkühlt, aber uns Energie in Form von Wärme produziert. Wenn man dies entsprechend oft nacheinander durchgeht, dürfte auch genug Energie rausspringen.
Ich halte diese Idee aber nicht von soo genial dass nicht schon längst ca 2000 Menschen drauf gekommen wären. Von daher muss es an dieser Sache einen Hacken geben. Also grob überschlagen von den Wirkungsgraden würde das auf jedenfall eine positive Energiebillanz bringen. Das einzige was ich mir vorstellen könnte, wäre ganz einfach, dass andere Energieformen noch zu billig sind um sowas zu bauen.
Also die Frage kurz zusammengefasst: Wo ist der Hacken an einer Kombination von Stirlingmotor und Wärmepumpe zur Nutzung der im Meer gespeicherten Wärmeenergie?
Wo ist der Hacken an
einer Kombination von Stirlingmotor und Wärmepumpe zur Nutzung
der im Meer gespeicherten Wärmeenergie?
Wenn ich Deine Ausführungen richtig verstanden habe, wäre Deine Maschine ein Perpetuum Mobile zweiter Art.
LG
Stuffi
Hallo!
ich habe mich heute als ich über den Physikunterricht
nachgedacht habe, gefragt wieso man nicht zu Energiegewinnung
eine Kombination aus Stirlingmotor und Wärmepumpe benutzt.
Es ist nicht auszuschließen, dass Deine Frage genau das Thema der nächsten Physik-Stunde ist. Denn wie Du schon vermutest, bist Du nicht der erste, der diese Frage stellt. Und wie Du ebenso richtig vermutest, muss die Idee einen Haken haben.
Also die Frage kurz zusammengefasst: Wo ist der Hacken an
einer Kombination von Stirlingmotor und Wärmepumpe zur Nutzung
der im Meer gespeicherten Wärmeenergie?
Die Antwort ist schlicht und ergreifend: Es gibt ein Naturgesetz, das genau diesen Vorgang verbietet, nämlich der 2. Hauptsatz der Wärmelehre. Dieser besagt, dass man nicht alle Energieformen beliebig in einander umformen kann. Insbesondere ist es nicht möglich, eine zyklisch arbeitende Maschine zu bauen, die nur innere (also: thermische) Energie in z. B. Lageenergie umwandelt. Das wäre nur in einer Welt möglich, in der es keine irreversible (=unumkehrbare) Vorgänge gibt.
Ein Beispiel für einen irreversiblen Vorgang: Man mischt zwei Flüssigkeiten und rührt um. Nach kürzester Zeit wurde aus der kalten Flüssigkeit und der warmen Flüssigkeit lauwarme Flüssigkeit. Damit Deine Erfindung arbeiten kann, müsste man voraussetzen, dass aus lauwarmem Wasser auch wieder spontan kaltes und heißes Wasser entstehen kann. So etwas gibt es in unserer Welt jedoch nicht. Deine Erfindung heißt übrigens „Perpetuum Mobile 2. Art“. Wenn es Dich interessiert, nimm das entweder mal bei Google als Suchbegriff oder frag Deinen Lehrer. Wahrscheinlich antwortet er: „Hey, das ist eine super Frage! Du musst Dich aber noch bis zur übernächsten Physik-Stunde gedulden: Dann weißt Du mehr.“
Michael
Die Antwort ist schlicht und ergreifend: Es gibt ein
Naturgesetz, das genau diesen Vorgang verbietet, nämlich der
2. Hauptsatz der Wärmelehre. Dieser besagt, dass man nicht
alle Energieformen beliebig in einander umformen kann.
Insbesondere ist es nicht möglich, eine zyklisch arbeitende
Maschine zu bauen, die nur innere (also: thermische) Energie
in z. B. Lageenergie umwandelt. Das wäre nur in einer Welt
möglich, in der es keine irreversible (=unumkehrbare) Vorgänge
gibt.
Soweit hab ich jetzt auch im Internet gelesen, was ein Perpetuum Mobile zweiter Art ist. Allerding frage ich mich dann wie das im Einklang zu dem im Unterricht besprochenem steht. Wir hatten eine Aufgabe bei der einem Stirlingmotor 1000J zugeführt wurden bei einer Temperaturdifferenz von 300°C zu 0°C. Wirkungsgrad=1-(T2/T1)=0,523. Demnach ist die Arbeit, die er verrichtet: W=1000J * 0,523 = 523,5 J. Mit der Energie wurde eine Wärmepumpe angetrieben, die von 0°C auf 20°C ein Zimmer heizen soll. Wirkungsgrad=T1/(T1-T2) = 14,65. Demnach ist die entstehende Energie: Q=523J * 14,65 = 7662J.
Wo liegt da jetzt das Problem des zweiten Hauptsatzes?
Vielen Dank schonmal!!!
Nils
Hallo!
Soweit hab ich jetzt auch im Internet gelesen, was ein
Perpetuum Mobile zweiter Art ist. Allerding frage ich mich
dann wie das im Einklang zu dem im Unterricht besprochenem
steht. Wir hatten eine Aufgabe bei der einem Stirlingmotor
1000J zugeführt wurden bei einer Temperaturdifferenz von 300°C
zu 0°C. Wirkungsgrad=1-(T2/T1)=0,523. Demnach ist die Arbeit,
die er verrichtet: W=1000J * 0,523 = 523,5 J. Mit der Energie
wurde eine Wärmepumpe angetrieben, die von 0°C auf 20°C ein
Zimmer heizen soll. Wirkungsgrad=T1/(T1-T2) = 14,65. Demnach
ist die entstehende Energie: Q=523J * 14,65 = 7662J.
Wo liegt da jetzt das Problem des zweiten Hauptsatzes?
Hier noch nicht.
Das liegt an den Temperaturdiffernzen: Du nutzt ein großes Temperaturgefälle aus, um bei einem kleinen Temperaturgefälle Wärme „nach oben“ zu schaufeln. Das ist erlaubt. Die thermische Energie des höheren Temperaturniveaus ist sozusagen mehr „wert“ als die thermische Energie auf dem niedrigen Temperaturniveau. (Der Umrechnungskurs für diese Währungen nennt sich übrigens Entropie).
Wenn Du mit dieser Anordnung Arbeit verrichten möchtest, dann geht das langfristig nur, wenn die Wärmepumpe die Energie für den Stirling-Motor bereitstellt (So habe ich Deine Erfindung jedenfalls verstanden). Wenn Sie das tut, dann ist das obere Temperaturniveau für beide Maschinen identisch, und dann ist der Wirkungsgrad des Stirlingmotors genau der Kehrwert des Wirkungsgrads der Wärmepumpe. Das bedeutet, dass die Wärmepumpe genau so viel Wärme zur Verfügung stellen kann, wie der Stirling-Motor braucht, um die Wärmepumpe anzutreiben. Unterm Strich bleibt also keine Arbeit übrig, mit der man ein Kraftwerk, ein Schiff oder sonst etwas antreiben könnte.
Michael
Hey
ich habe mich heute als ich über den Physikunterricht
nachgedacht habe, gefragt wieso man nicht zu Energiegewinnung
eine Kombination aus Stirlingmotor und Wärmepumpe benutzt. Als
Medium zum Abkühlen könnte man doch die Weltmeere nehmen. Man
würde also aus der Wärme des Meeres Energie schöpfen.
Genaugesagt würde ich einen Stirlingmotor nehmen, ihn durch
hinzugefügte Wärmeenergie antreiben. Die entstehende
mechanische Energie würde ich zum Antreiben einer Wärmepumpe
benutzen, die die Weltmeere abkühlt, aber uns Energie in Form
von Wärme produziert. Wenn man dies entsprechend oft
nacheinander durchgeht, dürfte auch genug Energie
rausspringen.
Ich halte diese Idee aber nicht von soo genial dass nicht
schon längst ca 2000 Menschen drauf gekommen wären. Von daher
muss es an dieser Sache einen Hacken geben.
möchtest du dir wärme des meeres zum antreiben des motors benutzen oder zum kühlen des pumpenkreislaufes?
Wir hatten eine Aufgabe bei der einem Stirlingmotor
1000J zugeführt wurden bei einer Temperaturdifferenz von 300°C
zu 0°C. Wirkungsgrad=1-(T2/T1)=0,523. Demnach ist die Arbeit,
die er verrichtet: W=1000J * 0,523 = 523,5 J. Mit der Energie
wurde eine Wärmepumpe angetrieben, die von 0°C auf 20°C ein
Zimmer heizen soll. Wirkungsgrad=T1/(T1-T2) = 14,65. Demnach
ist die entstehende Energie: Q=523J * 14,65 = 7662J.
Wo liegt da jetzt das Problem des zweiten Hauptsatzes?
das passt doch alles:smile: so wird es auch bei GuD-Kraftwerken gemacht. Nur benutzt man da keine stirling-motoren - die sind nicht effektiv genug.
Genau 
das bringt gar nichts weil man die Energie in Form von 20°C auf Grund der Wirkungsgrade nicht nutzen kann 
Vielen Dank
MOD: Überflüssiges Vollzitat gelöscht.
Wo liegt da jetzt das Problem des zweiten Hauptsatzes?
das passt doch alles:smile: so wird es auch bei GuD-Kraftwerken
gemacht. Nur benutzt man da keine stirling-motoren - die sind
nicht effektiv genug.
Das ist falsch. Stirling sind im Gegenteil sehr effektiv, aber nur bei kleinen Leistungen bis etwa 100 W. Für große Leistungen ist die Wärmeleitung aller bekannten Materialien zu schlecht.
herbert
Wo liegt da jetzt das Problem des zweiten Hauptsatzes?
das passt doch alles:smile: so wird es auch bei GuD-Kraftwerken
gemacht. Nur benutzt man da keine stirling-motoren - die sind
nicht effektiv genug.Das ist falsch. Stirling sind im Gegenteil sehr effektiv, aber
nur bei kleinen Leistungen bis etwa 100 W.
du möchtest 2.5 mio stirlingmotoren aufstellen, anstatt einer dampfturbine?