Perpetuum mobile 1. und 2. Art?
Was ist da genau der Unterschied? Gibt es da ein spezifisches Beispiel?
3 Antworten
Beide Perpetuum Mobiles laufen ewig.
Beim PM 2. Art erzeugt die Maschine die Energie, die sie zum Laufen benötigt, selber. Das wäre nach dem Energieerhaltungssatz durchaus möglich. Es würde aber voraussetzen, dass Arbeit und Wärme beliebig ohne Verluste, also reversibel, ineinander umwandelbar sind. Das widerspricht aber dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik bzw. den Erkenntnissen von Carnot , dass Wärme und Arbeit eben nicht beliebig ineinander und vollständig umwandelbar sind.
Ein PM 1. Art läuft nicht nur ewig ohne Energiezufuhr sondern gibt dabei sogar noch Nutzarbeit ab. Es erzeugt also Energie aus dem Nichts. Das ist noch unmöglicher, weil es außerdem dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik, also dem Energieerhaltungssatz widerspricht. Dem 2. HS widerspricht es sowieso wie das PM 2. Art.
Besser als der Autor der den Wikipedia-Artikel verfaßt hat kann ich das sicher nicht beschreiben:
https://de.wikipedia.org/wiki/Perpetuum_mobile#Perpetuum_mobile_erster_Art
Als Perpetuum mobile erster Art bezeichnet man eine Maschine, die dem Energieerhaltungssatz (analog dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik) widerspricht.
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Beispiele für Perpetua mobilia erster Art:
Eine Pumpe, die Wasser nach oben pumpt und über ein Wasserrad von einem Teil dieses Wassers angetrieben wird.
Eine Lampe leuchtet, das Licht werde von einem Fotoelement („Solarzelle“) aufgefangen und in elektrischen Strom umgewandelt, der wieder die Lampe leuchten lassen soll.
https://de.wikipedia.org/wiki/Perpetuum_mobile#Perpetuum_mobile_zweiter_Art
Ein Perpetuum mobile zweiter Art verstößt gegen den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Die Maschine soll Arbeit aus der Umgebungswärme gewinnen, ohne dass ein (ständig aufrechterhaltenes) Temperaturgefälle notwendig wäre. Da ihr eigener Betrieb wiederum Wärme erzeugt, wäre damit der „Energiekreislauf“ unendlich möglich.
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Beispiele für Perpetua mobilia zweiter Art:
Ein Kochtopf, der Wärme aus der Zimmerluft sammelt und sich dadurch erhitzt. An seinen Seitenwänden und oben erwärmt er wiederum die Zimmerluft.
Ein Rad, das sich dreht, indem ihm Antriebsenergie aus der Wärme des Zimmers zugeführt wird. Seine Reibung erzeugt wiederum Wärme.
Ein U-Boot, das ein Gewässer durchquert und zum Antrieb das umgebende Wasser abkühlt. Seine Fahrt erzeugt wiederum Reibungswärme.
1., wenn mehr Arbeit abgegeben wird als Wärme aufgenommen wird
Wenn Arbeit geleistet wird ohne das (hinreichend) Energie zugeführt wird. Ein Perpetuum Mobile erster Art ist unter Zufuhr von Anfangsenergie zumindest theoretisch möglich, wenn alle Kopplungen ohne Energieverlust erfolgen. Es kann aber keine Arbeit leisten, denn sobald das passiert wird dem System welches das Perpetuum Mobile darstellt Energie entzogen und es bricht zusammen.
In der Praxis trifft natürlich auch die Bedingung dass alle Kopplungen verlustfrei arbeiten nie zu.
1) Bewegung erhalten ohne Energiezufuhr
2) Bewegung erhalten mit Energiegewinnung
Achsoo, also das 1., wenn mehr Arbeit abgegeben wird als Wärme aufgenommen wird und das 2., wenn was vom Wärme vom kälteren zum Wärmeren Objekt geht? Und so, dass es von selbst läuft, solamge die Bedingungen gleich bleiben?