Allgemeine Frage zur Thermodynamik

Hallo zusammen,

ich hätte mal eine Frage zur Thermodynamik. Wenn wir uns mal eine abgeschlossene Atmosphäre (beispielsweise eine sehr gut gedämmte Kugel) vorstellen. In dieser Kugel befindet sich ein leistungsstarkes Peltierelement (die gibt es ja durchaus bis 150°C im Reihenschaltungsbebtrieb) und einen Stirling Motor, welcher über dieses Peltier Element gewissermaßen versorgt wird. Der Stirling Motor betreibt innerhalb dieser Kugel wiederrum einen kleinen Generator. Das Peltierelement wir von aussen über eine externe Energiequelle gespeißt (z.B. eine Solarzelle) und der Strom der vom Generator geliefert wird, betreibt ebenfalls einen Verbraucher ausserhalb der Kugel. In der Kugel selbst herrscht eine Lufttemperatur von gut 30°C.
Meine Frage:

Wenn das System jetzt hier in der Kugel so vor sich hinarbeitet, verringert sich dann auf Dauer die Temperatur innerhalb der Kugel ? Den 2ten Hauptsatz verletze ich ja nicht, da das Peltierelement permanent mit einer externen Energiequelle gespeißt wird und mir so die benötigte Temperaturdifferenz erzeugt. Wenn Wärme Arbeit verrichtet, müsste ja theoretisch die Wärmemenge die in mechanische und später elektrische Energie umgewandelt wird ja irgendwo fehlen und sich in folge dessen die Temperatur verringern. Das Peltierelement sorgt ja lediglich (logischerweise unter permanentem externen Energieeinsatz um den 2ten Hauptsatz nicht zu verletzen) nur dafür ein Temperaturgefälle aus der vorhandenen Wärmemenge zu erzeugen.

Liebe Grüsse

Wenn das System jetzt hier in der Kugel so vor sich
hinarbeitet, verringert sich dann auf Dauer die Temperatur
innerhalb der Kugel ?

Du führst 100J in die Kugel ein.
Das Peltier-Element entzieht 10J der kalten Seite und bringt 110J auf die heiße Seite.
In der Summe bleiben 100J in der Kugel.
Der Stirling-Motor hat nun den maximalen Wirkungsgrad von angenommen:
(10°C Kaltseite, 150°C Heißseite):

1 - (283 / 423) = 0,33…
In der Realität natürlich weniger als nach Carnot!

Du führst dem Generator also 33J zu.
Daraus macht der Generator vielleicht 20J elektrische Energie.
Bleiben 80J Energie in der Kugel.

Wie siehst du da eine Chance auf Abkülung?
Ich sehe da nur ein sehr aufwändig kontsruiertes Heizelement :wink:
Das System hat also einen Wirkungsgrad von

Stimmt… Ich bringe ja ebenfalls Wärme mit ein… Würde es denn generell zur Abkühlund kommen, wenn Wärme Arbeit verrichtet?

Liebe Grüsse :smile:

Stimmt… Ich bringe ja ebenfalls Wärme mit ein…

Würde es
denn generell zur Abkühlund kommen, wenn Wärme Arbeit
verrichtet?

Hängt davon ab wo und wie die Wärme dazu die Möglichkeit hat.

Bei isothermer (konstante Temp.) Ausdehnung wo sie ja voll in mechanische Übergeht nicht.
Bei adiabatischer ja.

Liebe Grüsse :smile:

Balázs

Vielen Dank :smile: Und war passiert temperaturtechnisch wenn den Stirling Motor durch ein Thermoelement ersetze? Hier erledigt die Wärmeenergie ja keine „mechanische“ Arbeit. Sprich kann sich ja nicht „ausdehnen“. Wie schöft dann ein Thermoelement Energie aus einem Temperaturgefälle?

Grüsse :smile:

Und war passiert temperaturtechnisch wenn den
Stirling Motor durch ein Thermoelement ersetze?

Dann hast du einen rapiden Verlust des theoretisch möglichen WGs.

Wie schöft dann ein Thermoelement
Energie aus einem Temperaturgefälle?

Habe mal gewusst leider kann ich damit prompt nicht dienen.
Worauf mich aber genau erinnere ist, daß damals als der Effekt erst gemerkt wurde hat man in dem genau wie du jetzt eine Möglichkeit den zweiten Hauptsatz damit auszutricksen können gesehen.
(Max Plank, Thermodynamik, vierte Ausgabe, Leipzig 1913)
Also längst abgehackt, Wunschdenken:smile:

Grüsse :smile:

Balázs

Hallo _lucky_luke_,

sich ja nicht „ausdehnen“. Wie schöft dann ein Thermoelement
Energie aus einem Temperaturgefälle?

du hast anscheinend keinerlei Lehrbücher zur Hand und versuchst selbst grundlegende Grundlagen in Form einer Plauderei zu erlangen.
Deine obige Frage soll wahrscheinlich heißen: „Wie schöpft ein Thermoelement Energie aus einem Temperaturgefälle?“
Bei Wiki ist es unter:
http://de.wikipedia.org/wiki/Thermoelement
nicht ausführlich erklärt.

Besorge dir z.B. aus einer Bibliothek das Lehrbuch von Robert W. Pohl, Elektrizitätslehre, Springer Verlag, 20. Auflage (1967).
Auf Seite 314 wird im Kapitel: Zum Verständnis von Thermostrom und Peltiereffekt (§ 245) deine Frage nach der Energieschöpfung des Thermoelements erschöpfend beantwortet!

Hast du mittlerweile den thermochemischen Wärmespeicher nach der Hilfestellung von „Gandalf“ (vom 12.03.2014) mit Norbornadien bzw. Quadricyclan realisieren können?

Gruß

Sven Glückspilz

Möglichkeit den zweiten Hauptsatz damit auszutricksen können
gesehen.
(Max Plank, Thermodynamik, vierte Ausgabe, Leipzig 1913)
Also längst abgehackt, Wunschdenken:smile:

hast du die Originalstelle gelesen?

Gruß

Sven Glückspilz

So wie ich den Thermoeffekt verstanden habe, haben Elektronen der warmen Seite eine höhere Energie und damit ein höheres Bestreben in richtung kalte Seite zu wandern wodurch eine Spannung entsteht. Dies geschieht so lange bis beide Seiten identische Temperatur haben und der Stromfluss kommt zum erliegen. Die in dieser Zeit umgesetzte Energie wird so wie ich es verstanden haben zu einem Teil der Wärme entzogen wodurch sich das Gesamtsystem etwas abkühlt. Es geht mir weder um irgendwelche Wärmespeicher noch sonstige widerlegung irgendwelcher physikalischer Gesetzmäßigkeiten sondern lediglich um das Verständnis woher das System die Energie nimmt die es ja in Form eines elektrischen Stroms zu einem verbraucher transportiert.

LG

hast du die Originalstelle gelesen?

Nicht ein mal durch die Zeiten.
Erbstück von einer Verwandten.
Habe das Buch schon ausgekramt (daher die genaue Angaben) und wenn ich mehr Zeit habe stelle ich die Passage hier rein.
Muss ich sie erst finden:smile:

Sonst weiterhin vertrete ich Hofmanns Forderung aus der selber Zeit den Satz auf die molekulare Ebene experimentell prüfen zu müssen bevor wir über Gewissheit reden.
Steht noch aus.

Gruß

Sven Glückspilz

Balázs

So wie ich den Thermoeffekt verstanden habe, haben Elektronen
der warmen Seite eine höhere Energie und damit ein höheres
Bestreben in richtung kalte Seite zu wandern wodurch eine
Spannung entsteht.

„ … haben Elektronen der warmen Seite …in richtung kalte Seite … wodurch eine Spannung entsteht.“

Warum kannst du die Spannung nicht mit einem reinen, z.B. Kupferdraht – warme Seite/ kalte Seite - entstehen lassen?
Warum nimmt man zusammengeschweißte Stellen etwa: Kupfer – Konstantan – Kupfer?

Thermoelektrische Spannungen entstehen bei diesen Elementen dann, wenn eine Schweißstelle heiß, die andere kalt gehalten wird.

Besorge dir tatsächlich das von mir empfohlene Physikbuch von R. Pohl.
Im Kapitel: „Elektrische Felder in der Grenzschicht zweier Substanzen“ werden die Phänomene auf 11 Seiten sehr gut, auch bildlich, erklärt.
Wenn ich anfange und versuche mit wenigen Worten etwas zu erklären, ergeben sich sofort umfangreiche Metadiskussionen, die im Forum nicht erwünscht sind.
Mich kann man angreifen, R. Pohl nicht da er leider bereits verstorben ist.

LG

dito

Vielen Dank, ich denke ich werde mir die entsprechende Literatur mal erwerben. Mich interessiert der Hintergrund des Effektes wirklich sehr :smile:

Auch bitte nicht falsch verstehen, ich will keine physikalischen Gesetzmäßigkeiten in Frage stellen. Nur eben dazulernen :smile:

Liebe Grüsse

Hallo _lucky_luke,

Auch bitte nicht falsch verstehen, ich will keine
physikalischen Gesetzmäßigkeiten in Frage stellen. Nur eben
dazulernen :smile:

das habe ich auch nicht behauptet. Balázs hat den zweiten Hauptsatz in die Diskussion gebracht.
Der zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ist ein Erfahrungssatz. Niemand hat bisher eine Wärmemenge q von selbst von einer tiefen Temperatur T1 nach einer höheren Temperatur T2 wandern sehen.
Vielleicht muß jemand nur lange genug warten um so ein Ereignis doch zu erleben.

Gruß

Sven Glückspilz

Hallo Sven ,

Niemand hat bisher eine Wärmemenge q von
selbst von einer tiefen Temperatur T1 nach einer höheren
Temperatur T2 wandern sehen.
Vielleicht muß jemand nur lange genug warten um so ein
Ereignis doch zu erleben.

Dann sind wir aber beim Tunneleffekt :wink:

Dieser kann theoretisch nicht für grosse Objekte ausgeschlossen werden. Aber so viel Tee trinken wird dann langweilig beim warten …

MfG Peter(TOO)

Ja stimmt, der Tunneleffekt lässt ja theoretisch auch einen Panzer durch eine Betonwand flutschen *g* Mit einer Wahrscheinlichkeit hauch dünn über null ^^

Liebe Grüsse :smile:

Sabber, laber, Quark
alles für 'ne Mark

1 Like

Hallo Peter(TOO),

dein Hinweis:

Dann sind wir aber beim Tunneleffekt :wink:

ist leider off-topic.
Du hast bei meinem Zitat

Niemand hat bisher eine Wärmemenge q von

den wichtigen, direkt vorausgehenden Satz: „Der zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ist ein Erfahrungssatz.“ nicht mit zitiert.
Dieser Satz bezieht sich auf die Überschrift im UP („Allgemeine Frage zur Thermodynamik“), also auf die Thermodynamik.

Von der Quantenphysik („Tunneleffekt“) war in genannter Überschrift keine Rede.

MfG Sven Glückspilz

Hallo,

alles für 'ne Mark

der Sabber, Laber, Quark von _lucky_luke ist zwar grandios, aber mit ner Mark deutlich überbezahlt :smile: