Warum funktioniert ein "Perpetuum mobile" nicht?

4 Antworten

Es ist für einen Physiker immer wieder erstaunlich, welche Verwirrung der etwas historische Begriff des "Perpetuum Mobile" verursacht, und ich nehme an, daß Du diesen Begriff meinst.

Ein "Perpetuum Mobile 1. Art", wie das historisch begründet manchmal heißt, bedeutet nichts anderes, als das durch Erfahrung enorm bestätigte Prinzip der Energieerhaltung. Man kann dieser Maschine keine Energie entziehen, ohne daß Sie von anderswo wieder zugeführt werden muß. Denke mal als Beispiel an eine wassergelagerte Granitkugel, die man hie und da mal findet. Man kann sie andrehen (führt Rotationsenergie zu), die dann durch die geringe Reibung im Wasser nur sehr langsam abgebaut wird. Die Kugel dreht sich sehr lang, ohne die Reibung im Wasser (gedacht) sogar beliebig lang. Trotzdem ist diese Kugel kein "Perpetuum Mobile", die Kugel gehorcht nur dem ersten Newtonschen Gesetz. Wenn Du versuchst, einen Dynamo dran zu halten um Strom zu gewinnen, dann wird sich die Kugel bald langsamer drehen = Energieerhaltung.

Solltest Du jemals etwas tiefer in die Physik eindringen, dann wirst Du erkennen, daß die zeitliche Konstanz physikalischer Gesetze und die Energieerhaltung untrennbar zusammengehören.

Ein "Perpetuum Mobile 2.Art" ist schwerer zu verstehen. Es hat in der Thermodynamik mit dem Begriff der Entropie zu tun, und ist letztlich ein statistisches Argument, anschaulich vielleicht am besten erklärt an einer Karikatur, die man in etlichen Physikbüchern findet. Und zwar von dem Mann, der in einen Stapel Bretter eine Bombe wirft, und fertig ist eine Holzhütte. Theoretisch - aufgrund der Energieerhaltung - ist das denkbar, aber es gibt sehr viel mehr Möglichkeiten, die Bretter durcheinander zu bringen, so daß das Entstehen der Hütte als nur eine der vielen Möglichkeiten extrem unwahrscheinlich ist. Oder hat Du es schon mal gesehen?

Alles, was oben steht zum Stichwort Reibung hat nichts mit dieser Begriffsbildung zu tun. Bei Reibung = Umwandlung kinetischer Energie in Wärme geht definitiv alles mit rechten energieerhaltenden Dingen zu.

Ein perpetuum mobile ist ein Konstrukt, welches sich bewegt, ohne das nach dem Start weitere Energie zugeführt wird. Da jedes (bekannte) Konstrukt jedoch in der Bewegung Energie "verliert "(durch Reibung, Luftwiderstand,...), muss für den Erhalt der Bewegung wieder neue Energie zugeführt werden.

Weil jede Bewegung Energie verbraucht und die Ursprungsenergie (der Anstoß) je nach Wiederstand früher oder später verbraucht ist.

Ein Perpetuum Mobile braucht Energie zur Überwindung der inneren Reibung (in den Lagern). Diese Energie kommt aber nicht aus dem Nichts.

Ein Startimpult zur Bewegung (Anstoß, andrehen) führt dem Perpetuum Mobile Energie zu, die es in Bewegung versetzen. Ein Teil der Energie wird dazu benutzt, weitere Anschubenergie in das Perpetuum Mobile zu leiten, der andere Teil wird in den Lagern in Wärme umgewandelt und fehlt daher zum Weiterbetrieb.

Bei optimaler Auslegung und extrem reibungsarber Lagerung kann so ein Perpetuum Mobile sehr lange laufen, aber eben nicht ewig.

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