In meiner Abiturzeit hat mich folgendes umgetrieben, die Lösung fehlt mir bis heute:
Die Anomalie des Wassers bewirkt, dass gefrorenes Wasser „leichter“ ist und die höchste Dichte bei 4 °C flüssig erreicht wird. Man kann also eine Wärme-Kraft-Kopplung am Nordpol (noch?) installieren: Ein geschlossener Kreislauf mit Flüssigkeit ohne diese Anomalie wird in das Polwasser eingetaucht und oberflächlich ins Eis gepackt. Die am Boden auf 4 °C erwärmte Flüssigkeit steigt nach oben, kühlt sich dort ab und sinkt wieder nach unten. Ventile steuern die Bewegungsrichtung einbahnstraßenmäßig, eine Turbine eingebaut und fertig ist das Kraftwerk. Warum handelt es sich nicht um ein perpetuum mobile? Würde es funktionieren?
pp
Hallo!
Die am Boden auf 4 °C erwärmte Flüssigkeit steigt nach oben,
Wieso sollte sie das tun?
Jan
Hallo,
wenn durch Temperaturunterschieden eine Strömung erzeugt wird (Stichwort z.B. Golfstrom, da fällt das Wasser allerdings durch Abkühlung) ist das keine Perpetuum Mobile. Da wird indirekt Sonnenenergie genutzt.
Grüße
Ulf
na weil sie sich ausdehnt relativ zu der 0 °C kalten oder noch kälteren weiter oben. Niedrigere Dichte heißt ab nach oben.
pp
schon, aber der Gag ist ja, dass „oben“ eigentlich „mehr“ Energie bedeutet. Beim Wasser ist da aber weniger Energie, weils kalt ist. Und das wärmere ist am energetischen „unten“ aufgehoben. Da ist schon ein Paradoxon, was perpetomobil scheint.
pp
Hallo,
Warum handelt es sich nicht um
ein perpetuum mobile?
Das von dir ausgedachte System benutzt einen in der Natur vorkommenden Temperaturunterschied clever aus, um Energie zu erzeugen.
Dabei wird allerdings Wärme vom warmen ins kalte Gebiet transportiert, das heisst der Temperaturunterschied wird abgebaut (und die Entropie erhöht).
Es ist kein Perpetuum Mobile erster Art, weil die Energie aus dem Temperaturgradienten herkommt (der dabei verbraucht wird), und keines zweiter Art, weil durch den Wärmetransport Entropie entsteht.
Würde es funktionieren?
Für eine praktische Anwendung ist der Temperaturunterschied vermutlich zu gering.
Grüße,
Moritz
Wenn du das Polwasser - sagen wir mal kurz vor dem Gefrierpunkt - auf 4°C erwärmst, wird es - wie du richtig bemerkt hast - schwerer, da es bei 4°C die maximale Dichte annimmt daher in tiefere Schichten absinkt, sich abkühlt, wieder leichter wird und wieder aufsteigt. Der Strömungskreislauf, der dadurch (vielleicht) entsteht, wird durch die Wärme, die Du durch das Aufheizen investierst, angetrieben. Die max. rückgewinnbare Energie aus der Strömungsenergie - z. B. in einer Turbine - wird durch Reibung und sonstige Verluste jedoch wesentlich geringer sein als der Input. Als auch diesmal: der 1. Hauptsatz der Thermodynamik gilt unverändert, oder:
ES GIBT KEIN PERPETUUM MOBILE!!!.
Gruß Albrecht
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
na weil sie sich ausdehnt relativ zu der 0 °C kalten oder noch
kälteren weiter oben. Niedrigere Dichte heißt ab nach oben.
was wäre denn der unterschied des mit wasser gefüllten rohres zum wasser außerhalb des rohres? wieso sollte es nach oben steigen, während das wasser außerhalb des rohres unten bleibt?
hallo
eine windmühle nutzt auch natürlich vorkommende ströhmungen aus und ist trotzdem kein perpetuum mobile. ähnlich wie die windmühle würde dein kraftwerk von aussen zugeführte bewegungsenergie mit einem wirkungsgrad unter 100% in eine andere energieform überführen. es ist also ein völlig normales kraftwerk und kein perpetuum mobile.
natürlich wird dein kraftwerk funktionieren. es wird allerdings einen sehr miesen wirkungsgrad haben und nur extrem wenig leistung bringen. im vergleich zum aufwand, so ein kraftwerk zu bauen und in betrieb zu halten, ist der energiegewinn vernachlässigbar - vermutlich benötigst du mehr energie, das ding zu bauen und zu betreiben als jemals geliefert werden könnte.
ausserdem benötigst du nicht unbedingt das zweite medium: das wasser zirkuliert sowieso von alleine - gerade unter dem nordpol findet ja ständig ein wasseraustausch statt, der u.a. mit dem golfstrom zusammenhängt. das problem ist, dass der golfstrom zwar viel bewegungsenergie hat, diese energie aber nur sehr schlecht anzapfbar ist.
lg
erwin
s. Frage
ich habe ausdrücklich „eine Flüssigkeit ohne diese Anomalie“ als Rohrinhalt vorgesehen, also kein Wasser.
pp
Nein
warum soll sich das Wasser beim absinken abkühlen? Alles 4 °C kalte Wasser muss sich am Boden aufhalten, weil es schwerer nicht mehr wird.
pp
ich habe ausdrücklich „eine Flüssigkeit ohne diese Anomalie“
als Rohrinhalt vorgesehen, also kein Wasser.
also rein theoretisch ist das möglich und erdwärme nutzt man ja schon und das ist auch kein perpetuum mobile.
4 grad temperaturunterschied von wasser reichen aber nicht aus, um effizient energie nutzbar machen zu können - nicht heute.