Wie weit kann man Hitze leiten?

Wissenschaft Physik
#1

Hallo Freunde der Physik,

ich habe eine fiktive Frage…

Ich habe einen sehr langen Zylinder, sagen wir mal 2m Durchmesser, aus sehr gut hitzeleitfähigem Metall,

Diesen buddel’ ich jetzt vor mir ein und verlege ihn einmal rund um die Welt bis das Ende so nah ist, dass ich mich schon wieder draufsetzen kann.

Das Stück vor mit erhitze ich nun unendlich lang bis an den Schmelzpunkt.

Kann ich sitzenbleiben oder muss ich aufstehen ? Zeit ist irrelevant.

Falls ich sitzenbleiben könnte, würde eine fette Bleiummantelung den Sachverhalt ändern?

#2

Wenn das perfekt thermisch isoliert ist, dann ja. In der Praxis wären aber die Wärmeverluste auf der Strecke zu groß, sodass nach 40.000 km nichts mehr bei dir ankommt.

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#3

Blei hat wohl einen niedrigeren Schmelzpunkt als die meisten anderen Metalle :wink:

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#4

Moin,

Blei ist kein thermischer Isolator und schmilzt bei rund 327 Grad. Das hilft dir nicht weiter.
-Luno

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#5

Was uns hier hilft ist der zweite Hauptsatz der Thermodynamik - der Energieerhaltungssatz:

Wenn dein System komplett abgeschlossen ist, also keine Energie verlieren kann (also wenn dein Zylinder in einem perfekten Isolator liegt), dann wird die unendliche Energiezufuhr dazu führen, dass der gesamte Zylinder sich aufheizt bis er schließlich schmilzt.

Wenn dein Zylinder einfach in der Erde liegt, wird der Zylinder nicht nur sich selbst, sondern auch die umliegende Erde erwärmen. Der Wärmetransport entlang des Zylinders verläuft allerdings schneller als der durch die Erde (wie viel schneller hängt von den Materialparametern der Erde ab). Bei unendlicher Zeit würde allerdings auch hier irgendwann der Punkt erreicht werden, wo die Umgebung des Rohres soweit erhitzt wurde, dass die Erwärmung auch deinen Sitzplatz erreicht.

Eine Blei-Ummantelung hätte de facto keinen besonderen Effekt, weil auch Blei ein sehr gut hitzeleitfähiges Metall ist und damit im Prinzip nur den Durchmesser deines Metallzylinders erhöht.

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#6

Worauf bezieht sich das „ja“?

Wenn der Zylinder nicht isoliert ist, kann @ Suesskind sitzen bleiben, weil die Wärme verloren ging. Wenn der Zylinder ideal isoliert wäre, könnte er auch sitzen bleiben, weil die Wärme innerhalb der Isolierung bleibt.

#7

Wie kann man denn einen Zylinder um die Erde (Welt?!) legen?

#8

Hitze leiten ist erst nochmal genauer zu definieren:
Du meinst eher Wärmeleitung.
Dann gibt es noch Konvektion und…

Bei Strahlung (Licht und dessen Hitze) schaffst du die Strecke von der Sonne bis zu Erde locker in weniger als 10 Minuten.

#9

OK, danke notiert. Ich will natürlich einen bestmöglichen Thermoisolator. Werde ich für die nächsten Überlegungen abändern.

#10

Biegen und einbuddeln ?

#11

Ja, mein Physik war nie so der Brüller, hatte meist nur Leerkörper.
Wird für weitere Theorien abgeändert :wink:
Danke.

#12

Also quasi ein Rohr?
Oder eine Pipeline… :scream:

#13

OK, die Antwort gefällt mir am besten, deswegen bitte noch eine Folgefrage.

Jetzt geht es nicht mehr von links nach rechts sondern von unten nach oben.

Ich hoffe Du kennst die Kola-Bohrung.

Tiefstes Loch der Erde, gegenwärtig 12.262 Meter tief, geschmeidige 180 Grad am tiefsten Punkt.

Lass uns den Durchmesser etwas erweitern und ohne Rücksicht auf materielle Verluste mit heutiger Technologie soweit tiefer bohren wie es nur geht.

In dieses Loch stellen wir nun unseren voll wärmeisolierten(jaja nicht aus Blei, ich weiß) Zylinder.

In meiner Theorie transportieren wir nun genug Wärme nach oben um zumindest ein Dampfkraftwerk betreiben zu können.

Ich bin der Überzeugung, dass Tesla genau diese Energie mit freier Energie gemeint hat und nicht den Humbug von freifliegender Energie zum sammeln und auffangen.

Deswegen die Frage: „Wird das Dampfkraftwerk laufen ?“

#14

Gratuliere, du hast eben die Wärmepumpe erfunden. Die Funktioniert nämlich (fast) genau so. Nur wird kein Stab aus festem Material benutzt sondern Flüssigkeit die man durch ein Rohr hoch bzw. runter pumpt. Unten erwärmt sie sich, und gibt die Wärme oben ab, um diese zu nutzen.
Wärmeleitung geht nämlich sehr langsam, da ist eine Flüssigkeit sehr viel effektiver.
Und wenn Tesla das mit seiner „freien Energie“ gemeint hat, dann wär das Allgemeinwissen, und nicht nur eine Idee von Dir.

#15

Hört sich gut an, eigentlich will ich die Wärme gerade mal 20km von unten nach oben transportieren, das sollte ja dann problemlos machbar sein.

#16

Genau richtig, ist von Tesla geklaut. Aber wenn man im Ansatz Tesla und freie Energie erwähnt wird man oftmals direkt als Spinner abgestempelt weil viele unter freier Energie etwas falsches Verstehen.
Wenn Du „freie Energie“ youtuubst rollen sich Dir die Zehnägel.
Ich habe leider noch immer nicht begriffen warum wir dies nicht umsetzen, deswegen wüßte ich gern was an der Theorie nicht funktioniert.

#17

Ja, nur nicht hohl sondern ausgefüllt mit Metall.

#18

Nachtrag…
Ok, passt mehr Effektivität durch Flüssigkeit…
Bleibt die Frage, wo ist der Haken ?
Warum setzen wir das nicht um ?

#19

Es wird umgesetzt, aber es hat den Nachteil, daß es erstens ne Menge Geld kostet, so ein Loch kriegt man nicht umsonst, und den Rest auch nicht, und aufgrund der Bodenbeschaffenheit auch nicht überall einfach so möglich ist…

#20

Ja aber wir bauen doch etwas, bei dem Rentabilität danach lediglich eine Zeitfrage ist.
Das mit dem Dampfkraftwerk ist nur eine Idee mit meinem beschränkten Horizont sowie mit dem Zylinder. So wie Du meinen Zylinder durch Flüssigkeit ersetzt weiß ein anderer die aufsteigende Wärme effektiver zu nutzen als mit einem Dampfkraftwerk.
Springender Punkt ist doch wir hätten saubere, kostenfreie Energie.
Bei allem Respekt, ich mir nicht vorstellen, dass es nur am Geld hängt.