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Ein Perpetuum Mobile entzieht einem System unendlich lange Energie, ohne dass dem System Energie zugeführt wird.
Was ist ein Perpetuum Mobile?
Will man einem System Energie entziehen, so muss diese Energie dem System vorher
- entweder zugeführt worden sein
- oder in Form von innerer Energie im System gespeichert sein
Würde man ein System entdecken, bei dem dies nicht gilt, und man trotzdem unendlich lange Energie entziehen kann, hätte man ein Perpetuum Mobile. Leider kann es allerdings aus physikalischen Gründen kein Perpetuum Mobile geben.
Das spricht dagegen
1. Hauptsatz der Thermodynamik
- Wird einem System Energie zugeführt, so steigt die innere Energie des Systems genau um diesen Betrag.
- Wird aus einem System Energie abgeführt, so sinkt dessen innere Energie genau um diesen Betrag.
Insgesamt ergibt sich gemäß dem Energieerhaltungssatz:
Will man Energie aus einem System entnehmen, so muss diese Energie dem System vorher in irgendeiner Energieform zugeführt worden sein.
Man kann also keinem System mehr Energie entziehen, als vorher in Form von innerer Energie vorhanden war, oder vorher zugeführt wird.
Beispiele
Bau eines Perpetuum Mobiles
Jan behauptet, er hat ein Perpetuum Mobile gebaut. Fünf Kugeln werden berührend aneinander aufgehängt. Hebt man eine Kugel an der Seite an und lässt sie auf die anderen schlagen, so wird die ganze Zeit auf beiden Seiten immer wieder eine Kugel ausgelenkt und damit Energie gewonnen.
Warum ist das kein Perpetuum Mobile? Was hat Jan übersehen? Reibungseffekte beim Stoß der Kugeln sollen vernachlässigt werden.
Lösung
Bei Auslenkung der ersten Kugel, führt er dieser potentielle Energie zu. Diese zugeführte Energie wird im Folgenden immer wieder durch ständige Umwandlung von potentieller Energie in kinetische Energie zur Auslenkung der Kugeln genutzt. Somit hat er genau die Energie zugeführt, die für die Prozesse benötigt werden.
Patentamt
Beim Patentamt gehen jährlich einige Anmeldungen eines Patents auf ein Perpetuum Mobile ein. Welchem physikalischen Gesetz wiedersprechen diese?
Lösung
Jedes Perpetuum Mobile wiederspricht dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik. Dementsprechend wird es keine Maschine geben, die als Perpetuum Mobile funktioniert. Folglich muss der Erfinder einen Rechenfehler beim Berechnen der Energiebilanz gemacht haben.
Kohlekraftwerk
Bei einem Kohlekraftwerk wird aus dem Rohstoff Kohle Energie gewonnen. Folglich kann man Energie daraus gewinnen, ohne Energie reinzustecken, oder?
Lösung
Die Energie, die man hier gewinnt, ist vorher als innere Energie in der Kohle vorhanden. Folglich wird hier der 1. Hauptsatz der Thermodynamik nicht verletzt und es liegt auch kein Perpetuum Mobile vor.
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