Perpetuum mobile 2. Art

hand-of-fate · Anmeldungsdatum: 19.02.2009 Beiträge: 22

Hallo,

kann mir jemand das Pertuum mobile 2. Art anschaulich erklären.. Wie verletzt es den 2. HS??

thx

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Magst du mal dort spicken

http://de.wikipedia.org/wiki/Perpetuum_mobile

? Ich finde, da ist eigentlich das hauptsächliche ziemlich gut erklärt und zusammengefasst.

Noch kürzer gefasst könnte man vielleicht sagen:

Ein Perpetuum Mobile 1. Art wäre eine Maschine, die mehr Energie liefert als reingesteckt wird. So etwas funktioniert nicht, weil es den Energieerhaltungssatz verletzt.

Ein Perpetuum Mobile 2. Art wäre eine Maschine, die Wärmeenergie komplett in nutzbare kinetische Energie verwandeln würde. So etwas funktioniert nicht, weil Wärmekraftmaschinen nicht besser funktionieren können als der Idealfall "Carnot-Kreisprozess". (Um das nachzuvollziehen, könntest du am besten die Herleitung für den Wirkungsgrad eines Carnot-Prozesses durcharbeiten.)

Du fragst, was das mit dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik zu tun hat. Da ist es natürlich sicher erstmal am hilfreichsten, wenn du dir genauer anschaust, was das überhaupt ist, zum Beispiel da

http://de.wikipedia.org/wiki/Zweiter_Hauptsatz_der_Thermodynamik#Zweiter_Hauptsatz

Vielleicht helfen dir dazu ganz kurz gefasst schon Formulierungen zur Orientierung wie:

Die Entropie (in einem abgeschlossenen System) kann zwar von selber zunehmen, aber nicht von selber abnehmen.

oder:

Wärme verteilt sich von selbst (zum Beispiel fließt Wärmeenergie von einem wärmeren Körper zu einem kälteren, bis beide gleich warm sind), aber sie konzentriert sich nicht von selbst (Wärmeenergie fließt nicht von selbst vom kälteren zum wärmeren Körper).

Systemdynamiker · Anmeldungsdatum: 22.10.2008 Beiträge: 594 Wohnort: Flurlingen

Ein Schiffsmotor, der dem Meer Wärme entzieht und über die Antriebswelle als Arbeit abgibt, wäre ein Perpetuum Mobile zweiter Art. Den 1. Hauptsatz (Energiebilanz) würde dieser Motor nicht verletzten, weil der Motor nur Wärmeenergie in Arbeit umwandelt.

Der Motor verletzt aber den 2. Hauptsatz. Und zwar als folgendem Grund: Wärme ist die Energie, die zusammen mit der Entropie über die Systemgrenze tritt (also zum Beispiel in den Motor hinein). Gibt nun der Motor die Energie in Form von Dreharbeit (also zusammen mit dem Drehimpuls weiter), müsste man die zurück bleibende Entropie vernichten. Und das erlaubt die Natur nicht. Lässt man die Entropie im Motor drin, würde dessen Temperatur steigen. Dann würde keine Wärme mehr aus dem Meer in den Motor hinein fliessen. Schickt man die Entropie ins Meer zurück, nimmt sie die Energie mit, die sie vorher gebracht hat. Man kann der Entropie (als Energieträger) die Energie nur entziehen, wenn man gleichzeitig ein heisses (Entropiebezug) und ein kaltes (Entropieabgabe) Wärmebad hat. Und das ist die Aussage des 2. Hauptsatzes.