Hallo,
es gibt doch diese Trinkenten, die immer nach vorne in ein mit Wasser gefülltes Glas kippen, dann wieder hoch – dann wieder runter etc etc.
Nun habe ich eine super Geschäftsidee:
Man müsste eine Riesen-Trinkente bauen (sagen wir mal so 1m - 1,50m hoch) für den Garten doch eine super Idee, oder?
Würde das funktionieren? Und wer könnte einem dabei helfen?
Und was müsste in die Ente? Weingeist?
Gruß
Andreas
Hallo Andreas!
Würde das funktionieren?
Wahrscheinlich nicht. Der „Antrieb“ ist, dass Wasser auf dem Schnabel verdunstet.
Jetzt überleg ´Dir folgendes:
Ein Würfel mit Seitenlänge l hat ein Volumen von l^3 und eine Oberfläche von 6*l^2, also A/V=6/l
Bei einer Seitenlänge 2l ist A/V=24l^2/8l^3=3/l
Mit zunehmender Größe sinkt also die Oberfläche im Verhältnis zum Volumen.
Deshalb wird dein Riesenschluckspecht an Antriebskraft „sterben“.
Genauso würden auch Tiere sterben, wenn sie viel kleiner wären und relativ genauso viel fressen würden wegen großem Wärmeverlust. Auch ist dies der Grund, weshalb zB Spitzmäuse einen so enormen Stoffwechsel haben bzw viel fressen müssen.
VG, Stefan
Hallo Stefan,
Mit zunehmender Größe sinkt also die Oberfläche im Verhältnis
zum Volumen.
Das ist zwar richtig, bedeutet aber nicht, dass es nicht funktionieren würde. Es würde den Vorgang nur verlangsamen. Außerdem könnte man die Schnabelfläche entsprechend vergrößern, soweit es die Möglichkeiten im optischen Design zulassen.
Deshalb wird dein Riesenschluckspecht an Antriebskraft
„sterben“.
Eine geringere Antriebskraft könnte man durch eine bessere Lagerung kompensieren. Ein weiteres wesentliches Problem ist die mit der maßstabgerechten Vergrößerung verbundene Erhöhung der Flüssigkeitssäule, die sich aufbauen muß, damit der Vogel nach unten kippt. Damit erhöht sich auch die notwendige Temperaturdifferenz zwischen Schnabel und unterem Vorratsbehälter.
Genauso würden auch Tiere sterben, wenn sie viel kleiner wären
und relativ genauso viel fressen würden wegen großem
Wärmeverlust. Auch ist dies der Grund, weshalb zB Spitzmäuse
einen so enormen Stoffwechsel haben bzw viel fressen müssen.
Das ist richtig und läßt sich auch als eine Kosequenz der Ähnlichkeitsgesetze interpretieren, die nicht nur die Längen-, sondern auch den Zeitmaßstab verkürzen. Man beobachtet nicht nur in der Biologie sondern auch in der Technik, dass sich in verkleinerten Systemen die Zeitabläufe ähnlicher Prozesse (Herzschlag, Schritte beim Laufen, Umlaufzeit eines rotierenden Körpers, usw.) ebenfalls verkürzen. Daraus ergibt sich auch ein höherer Energieumsatz pro Volumen und Zeiteinheit.
Jörg
Hallo Jörg!
Problematisch könnte es auch sein, den großen Temperaturunterschied zu halten, wegen des Stefan-Boltzmanngesetz und des newtonschen Abkühlungsgesetz.
Das ist richtig und läßt sich auch als eine Kosequenz der
Ähnlichkeitsgesetze interpretieren, die nicht nur die Längen-,
sondern auch den Zeitmaßstab verkürzen. Man beobachtet nicht
nur in der Biologie sondern auch in der Technik, dass sich in
verkleinerten Systemen die Zeitabläufe ähnlicher Prozesse
(Herzschlag, Schritte beim Laufen, Umlaufzeit eines
rotierenden Körpers, usw.) ebenfalls verkürzen. Daraus ergibt
sich auch ein höherer Energieumsatz pro Volumen und
Zeiteinheit.
Ja, ich glaube zu verstehen. Aber ich bin nicht sicher.Kannst Du mal schauen, ob das so zu verstehen ist?
Klar, der kleine Kühlschrank verliert relativ zum Volumen mehr Energie
Und die Volumenleistung (Volumenstrom) der Kältemaschine muss prop. zum Wärmeverlust sein, zumindest, wenn sich in dem Kühlschrank die Temperatur von Kühlschrank und Kühlmittel angleichen. Nach Hagen Poiseuille ist
I(vol) prop. zu r^4/l*Delta p.
Es muss also beim kleinen Kühlschrank viel stärkerer Druckunterschied herrschen. Also muss in der kleinen Pumpe mit mehr Kraft oder schneller gepumpt werden. (Hier versagt mein Wissen, da es ja wie beim Pumpen Druschwankungen geben muss usw.)
In einer kleinen Pumpe wär dann auch der Verschleiss/Reibung größer, da die Berührungsflächen des Kolbens (wie bei einer Fahrradpumpe) bei
der kleinen Pumpe relativ größer wär.
Jetzt muss die kleine Kühlschrankpumpe entweder mit enorm viel mehr Druck oder Geschwindigkeit betrieben werden, um im kleinen Kühlschrank die Temperatur zu halten und unterliegt sogar einem höheren Verschleiss.
Jetzt frage ich mich, wird die Leistung P=p*I(vol) durch Schnelligkeit oder Kraft in der Pumpe reguliert?
Ist das dadurch zu regeln, wie groß U und I(el) aus P=U*I im E-Motor sind? Erhöhe ich bei großem U die Kraft und bei I(el) die G’keit des Kolbenhubs? Das verstehe ich an dieser Stelle leider noch nicht. Wie würde man das in der Praxis AN DIESER STELLE regeln? (Ist klar, man würde sicher vorher die Rohre verbreitern etc. 
VG, Stefan
Zuerst müsste wohl geklärt werden, ob und wenn ja wer das Patent für die kleine Ausgabe hat.
Mit zunehmender Größe sinkt also die Oberfläche im Verhältnis
zum Volumen.
Hallo, Stefan,
sicher ließe sich eine optimal Größe ermitteln lassen. Zudem ist ja die Form „Trinkvogel“ eigentlich sekundär und könnte eventuell auf den Zweck Energieerzeugung optimiert werden. Und schließlich drittens, könnte man ja eine ganze Batterie dieser Dinger verwenden, die ihre Energieerzeugung addieren.
Die Idee mag zunächst auf den ersten Blick albern erscheinen, aber vielleicht ließe sich bei einigem Nachdenken tatsächlich eine Nische finden, in der diese Art der Energieerzeugung sinnvoll einsetzbar ist.
Gruß
Eckard