Perpetuum Mobile: Unterschied zwischen den Versionen
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Ein '''Perpetuum Mobile''' (lat. „sich ständig Bewegendes“) ist eine Maschine, die ewig in Bewegung bleibt und dabei zusätzlich noch in einem Prozess [[Energie]] freisetzt. |
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| ⚫ | [[Bild:PM_Bhaskara.gif|thumb|PM nach Bhaskara]] Erste Berichte über mechanische Perpetua Mobilia stammen aus Indien und dem Orient. Der indische Astronom ''Lalla'' beschreibt 748 in seinem Werk ''Sysyadhivrddhida Tantra'' ein PM-Rad. Gegen 1150 beschreibt der indische Mathematiker ''Bhaskara'' ein Perpetuum Mobile, das aus einem Rad besteht, welches quecksilbergefüllte Speichen trägt. Um 1230 ersann der französische Baumeister ''Villard de Honnecourt'' ein PM, welches aus pendelnd an einem Rad aufgehängten Hämmern bestand. Honnecourt erwähnt Quecksilber in seiner Beschreibung als Füllmittel, so dass davon ausgegangen wird, dass er die Arbeit von Bhaskara direkt oder indirekt kannte. |
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Vom Ingenieur und Baumeister ''Francisco di Georgio'' sind einige Zeichnungen überliefert, die perpetuierliche Maschinen darstellen. 1618 schlug der englische Physiker und Mystiker ''Robert Fludd'' (1574 - 8.9.1637) eine Rezirkulationsmühle vor, die mit einem oberschlächtigen Wasserrad und einer archimedischen Schraube als Hebewerk arbeiten sollte. '''Leonardo da Vinci''' war zeitlebens am Konzept der perpetuierlichen Maschine interessiert und von ihm sind einige Entwürfe von Rezirkulationsmaschinen überliefert, die mit archimedischen Schrauben arbeiten. Auch ein komplexer Mechanismus, der aus einem Rad besteht, dessen Enden quecksilbergefüllte Behälter tragen, ist bekannt. Im Deutschen Museum zu München ist diese Maschine als schönes mechanisches Modell zu bewundern. Da Vinci formulierte als Erster, dass ein mechanisches PM in den Bereich der Unmöglichkeit gehört. |
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[[Bild:PM_Honnecort.gif|thumb|PM nach Honnecourt]] In der Barockzeit war das Interesse an perpetuierlichen Maschinen voll erwacht. Neben den Universalgelehrten ''Athanasius Kircher'' und ''Caspar Schott'' befassten sich viele andere mit der Theorie. Im Merkantilismus der frühen Moderne gewinnen weiter wirtschaftliche Aspekte die Oberhand. Viele Fürsten umgaben sich mit Mechanikern und Alchimisten in der Hoffnung, mit ihren Erfindungen Geld machen zu können. Die Suche nach der ewigen Bewegung und dem Stein der Weisen gehen Hand in Hand. |
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| ⚫ | 1775 erklärte die Französische Akademie der Wissenschaften, keine Arbeiten zum Thema PM mehr anzunehmen oder zu prüfen, da eine immerwährende Bewegung nicht möglich sei. Mit der Formulierung des Energieerhaltungssatzes durch ''Julius Robert von Mayer'' und ''Rudolf Clausius'' wurde Mitte des 19. Jahrhunderts dem PM der theoretische Boden entzogen. Die Idee des PM ist dennoch nicht tot; immer noch versuchen Erfinder, eine ewig bewegliche Maschine zu erdenken. |
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== Kategorien vom Perpetuum Mobile == |
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=== Perpetuum Mobile erster Art === |
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Ein PM '''erster''' Art ist eine Maschine mit einem [[Wirkungsgrad]] von über 100 Prozent. Eine solche Maschine gibt mehr Energie ab, als sie aufnimmt. |
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* Ein Wasserrad pumpt Wasser nach oben. Ein Teil des Wassers |
* Ein Wasserrad pumpt Wasser nach oben. Ein Teil des Wassers fliesst wieder nach unten und treibt das Wasserrad an. Die potentielle Energie des restlichen Wassers kann zusätzlich genutzt werden. |
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* Ein Schwungrad treibt einen Generator, der seine Energie über eine elektrische Verbindung an einen Motor abgibt, der. |
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* Ein Akkumulator bringt eine Lampe zum Leuchten. Das Licht wird in einem Fotoelement aufgefangen und erzeugt elektrischen Strom, der zum Teil seinerseits genutzt wird um den Akkumulator wieder aufzuladen. |
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=== Perpetuum Mobile zweiter Art === |
=== Perpetuum Mobile zweiter Art === |
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Ein PM '''zweiter Art''' erzeugt keine Energie, vernichtet aber [[Entropie]]. Die von der Entropie in die Maschine hinein [[Energieträger|getragene Energie]] kann danach einem beliebigen Prozess zugefürht werden |
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Idee: Arbeit aus der Umgebungswärme gewinnen, also die mittels lokaler Abkühlung gewonnene Wärme vollständig in (mechanische) Arbeit zurück umsetzen. Eine solche Maschine verletzt nicht den [[Energieerhaltungssatz]], dafür jedoch den [[Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik|zweiten Hauptsatz der Thermodynamik]], weil die vollständige Umwandlung von Arbeit in Wärme [[reversibel|irreversibel]] ist. Umgangssprachlich lässt sich dies so formulieren, dass es unmöglich sei, im Raum gleich verteilte Wärmeenergie wieder in ungleich verteilte Energie zurückzuverwandeln (welche zum Antrieb von Maschinen nutzbar wäre) ohne hierfür zusätzliche Energie aufzuwenden. Zur Quantifizierung dieser Irreversibilität wurde der Begriff der [[Entropie]] eingeführt. |
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Ein Gedankenexperiment von Maxwell veranschaulicht das Perpetuum Mobile 2. Art, der [[Maxwellscher Dämon|Maxwellsche Dämon]]. |
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[[Bild:Perpetuum_mobile_villard_de_honnecourt.jpg|thumb|Perpetuum Mobile des [[Villard de Honnecourt]] (um 1230)]] |
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In der [[Barock]]zeit war das Interesse an perpetuierlichen Maschinen voll erwacht. Neben den Universalgelehrten [[Athanasius Kircher]] und [[Caspar Schott]] befassten sich viele andere mit der Theorie und gelegentlich auch der Praxis (zum Beispiel [[Johann Ernst Elias Bessler]], Künstlername Orffyreus) des PM. |
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| ⚫ | 1775 erklärte die Französische Akademie der Wissenschaften, keine Arbeiten zum Thema PM mehr anzunehmen oder zu prüfen, da eine immerwährende Bewegung nicht möglich sei. Mit der Formulierung des Energieerhaltungssatzes durch |
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Beispielsweise hat der norwegische Künstler Reidar Finsrud ein mechanisches Mobile konstruiert, in welchem sich eine Kugel auf einer Kreisbahn bewegt. Die genaue Funktionsweise ist nicht bekannt, aus der Beobachtung ergibt sich jedoch Folgendes: Die Kugel rollt an Magneten vorbei und die dadurch hervorgerufene Bewegung der an den Magneten befestigen Mechanik überträgt sich auf ein Pendel, welches wiederum eine Neigung der Kreisbahn zur Folge hat.<ref>http://www.galleri-finsrud.no/sider/mobile/mobile.html</ref> Das vermeintliche Perpetuum Mobile des Franzosen Aldo Costa basiert auf einem anderen Prinzip. An einem Rad mit ca. 17 m Durchmesser sind Gewichte und Mechanik derart befestigt, dass die Gewichte der aufsteigenden Seite weiter innen sind als die der absteigenden Seite und das Rad sich somit bewegt.<ref>http://nseo.com/aldocosta/</ref> |
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Aktuelle Version vom 25. November 2007, 18:03 Uhr
Ein Perpetuum Mobile (lat. „sich ständig Bewegendes“) ist eine Maschine, die ewig in Bewegung bleibt und dabei zusätzlich noch in einem Prozess Energie freisetzt.
Geschichte
Erste Berichte über mechanische Perpetua Mobilia stammen aus Indien und dem Orient. Der indische Astronom Lalla beschreibt 748 in seinem Werk Sysyadhivrddhida Tantra ein PM-Rad. Gegen 1150 beschreibt der indische Mathematiker Bhaskara ein Perpetuum Mobile, das aus einem Rad besteht, welches quecksilbergefüllte Speichen trägt. Um 1230 ersann der französische Baumeister Villard de Honnecourt ein PM, welches aus pendelnd an einem Rad aufgehängten Hämmern bestand. Honnecourt erwähnt Quecksilber in seiner Beschreibung als Füllmittel, so dass davon ausgegangen wird, dass er die Arbeit von Bhaskara direkt oder indirekt kannte.
Vom Ingenieur und Baumeister Francisco di Georgio sind einige Zeichnungen überliefert, die perpetuierliche Maschinen darstellen. 1618 schlug der englische Physiker und Mystiker Robert Fludd (1574 - 8.9.1637) eine Rezirkulationsmühle vor, die mit einem oberschlächtigen Wasserrad und einer archimedischen Schraube als Hebewerk arbeiten sollte. Leonardo da Vinci war zeitlebens am Konzept der perpetuierlichen Maschine interessiert und von ihm sind einige Entwürfe von Rezirkulationsmaschinen überliefert, die mit archimedischen Schrauben arbeiten. Auch ein komplexer Mechanismus, der aus einem Rad besteht, dessen Enden quecksilbergefüllte Behälter tragen, ist bekannt. Im Deutschen Museum zu München ist diese Maschine als schönes mechanisches Modell zu bewundern. Da Vinci formulierte als Erster, dass ein mechanisches PM in den Bereich der Unmöglichkeit gehört.
In der Barockzeit war das Interesse an perpetuierlichen Maschinen voll erwacht. Neben den Universalgelehrten Athanasius Kircher und Caspar Schott befassten sich viele andere mit der Theorie. Im Merkantilismus der frühen Moderne gewinnen weiter wirtschaftliche Aspekte die Oberhand. Viele Fürsten umgaben sich mit Mechanikern und Alchimisten in der Hoffnung, mit ihren Erfindungen Geld machen zu können. Die Suche nach der ewigen Bewegung und dem Stein der Weisen gehen Hand in Hand.
1775 erklärte die Französische Akademie der Wissenschaften, keine Arbeiten zum Thema PM mehr anzunehmen oder zu prüfen, da eine immerwährende Bewegung nicht möglich sei. Mit der Formulierung des Energieerhaltungssatzes durch Julius Robert von Mayer und Rudolf Clausius wurde Mitte des 19. Jahrhunderts dem PM der theoretische Boden entzogen. Die Idee des PM ist dennoch nicht tot; immer noch versuchen Erfinder, eine ewig bewegliche Maschine zu erdenken.
Kategorien vom Perpetuum Mobile
Perpetua Mobilia werden nach dem thermodynamischen Hauptsatz kategorisiert, den sie verletzen würden. Die Klassifikation gibt keinen Hinweis zum beabsichtigten Funktionsprinzip des PM.
Perpetuum Mobile erster Art
Ein PM erster Art ist eine Maschine mit einem Wirkungsgrad von über 100 Prozent. Eine solche Maschine gibt mehr Energie ab, als sie aufnimmt.
Zum Beispiel:
- Ein Wasserrad pumpt Wasser nach oben. Ein Teil des Wassers fliesst wieder nach unten und treibt das Wasserrad an. Die potentielle Energie des restlichen Wassers kann zusätzlich genutzt werden.
- Ein Schwungrad treibt einen Generator, der seine Energie über eine elektrische Verbindung an einen Motor abgibt, der.
Perpetuum Mobile zweiter Art
Ein PM zweiter Art erzeugt keine Energie, vernichtet aber Entropie. Die von der Entropie in die Maschine hinein getragene Energie kann danach einem beliebigen Prozess zugefürht werden