Wurfparabel

[Ernst]

Die behauptung von Rosch/Gaia ist aber natürlich, dass der Generator mehr elektrische Leistung liefert, als man in den Kompressor reinstecken muss. Man kann also das Kraftwerk starten und dann den Kompressor mit dem Generator kurzschließen. Das Kraftwerk würde dann von alleine weiter laufen und auch noch elektrische Energie liefern. Das ist dann ein klassisches Perpetuum Mobile. Und das bezweifele ich stark.

Nur bezweifeln?
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[contravariant]

Vollkommen richtig! Das Gleichgewicht wird aber gestört, wenn eine weitere Gasmenge durch den Kompressor komprimiert wird. Ab diesem Gleichgewichtszustand führt jede weitere Gasmenge dazu, dass eine entsprechende Gasmenge in das Wasser geschoben wird. Sonst müßte ja eine Druckerhöhung stattfinden. Die weiteren Gasmenge benötigen aber nicht mehr und nicht weniger Energie für die Kompression, wie die erste auch. Denn es wird immer von Umgebungsdruck auf Wasserdruck komprimiert. Sprich die Volumenarbeit findet nicht statt.

Genau. Der Kompressor muss das neue Volumen komprimieren. Das braucht die Energie E_1 nach Bruggmüller. Die sollte auch nun von Wasserdrücken und Luftsäulen unabhängig sein. Wenn der Kompressor dieses neue Volumen jetzt allerdings noch in der Luftrohr, dass die Luft unterwasser zu den Auftriebsbehältern führt, drücken soll, dann muss er ja gegen den Druck in dieser Luftsäule, der gleich dem Wasserdruck ist, Arbeit verrichten. Denn wir haben ja grade festgestellt, dass sich die Luftsäule und das Wasser vor dem neuen Volumen in einem Gleichgewicht befinden. Das System nun aus diesem Gleichgewicht wegzubringen kostet Energie. Das ist dann die Volumenarbeit E_2 von Bruggmüller.

Wenn das Kraftwerk Energie abgeben kann, und restlos bin ich diesbezüglich auch nicht überzeugt, dann muss es darauf zurückzuführen sein, dass die Volumenarbeit nicht anfällt.

Dann entsteht trotzdem aus dem Nichts Energie und es ist immer noch ein Perpetuum Mobile.

[contravariant]

Mit welcher Begründung? W=F*s? F ist Null wie wir festgestellt haben, weil ja Gleichgewichtszustand vorgeherrscht hat wie du selbst festgestellt hast!

Sobald du anfängst die Luftsäule zu bewegen um das neue Volumen hinzubringen, dann ist das System ja nicht mehr im Gleichgewicht. Vielmehr muss du das System aus dem Gleichgewicht bringen, um das neue Volumen hinzuzufügen. Und genau dieses aus dem Gleichgewicht bringen kostet Energie, die von dem Kompressor aufgebracht werden muss, um das neue Volumen hinzuzufügen.

So gesehen entsteht auch bei einer Wassermühle Energie aus dem Nichts.

Nein. Die Energie um das Wasser auf den Berg zu befördern wird von der Sonne aufgebracht. Wenn morgen die Sonne asuginge, dann gäbe es kein Wetter mehr also auch keinen Regen und dann würde kein Wasser mehr bergab fließen.

[contravariant]

Das wäre dann der Fall, wenn das Gleichgewicht dahingehend verändert würde, dass der Druck kleiner ist als der Wasserdruck. Das ist aber nicht der Fall. Wenn sich der Zustand verändert, dann in die andere Richtung! Faktisch ändert sich der Druck aber überhaupt nicht. Das System bleibt konstant auf dem Wert des Wasserdrucks. Das ist der Gleichgewichtszustand und bleibt auch in diesem Gleichgewichtszustand. Im Gleichgewichtszustand ist kein Kraftaufwand erforderlich, also muss auch keine weitere Energie zugeführt werden.

Ja, die Drücke bleiben natürlich gleich. Aber gleichzeitig hat sich ja nun ein Teil der Luftsäule in das Wasser bewegt um einen der Behälter zu füllen. Sprich dasselbe Volumen an Wasser wurde verdrängt. Und genau dazu ist Energie nötig, die vom Kompressor aufgebracht werden muss.

Ja und? Ob die Energie für das Auftriebskraftwerk nicht auch von der Sonne geliefert wird ist vielleicht nur nicht so offensichtlich erkennbar. Aber diese Diskussion kann man später führen. Vordergründig wichtig ist für mich erst einmal ein theoretisch mögliches Funktionsprinzip.

Verletzt diese Maschine nun die Energieerhaltung oder nicht. Und wenn sie es nicht tut, woher kommt denn dann die zusätzliche Energie. Bei Kraftwerken, die tatsächlich eingesetzt werden, ist das direkt klar...

[Ernst]

Wenn das Kraftwerk Energie abgeben kann, und restlos bin ich diesbezüglich auch nicht überzeugt, dann muss es darauf zurückzuführen sein, dass die Volumenarbeit nicht anfällt. An Wundergeneratoren und sonstigen Zauber glaube ich auch nicht.

Das Kraftwerk kann keine Energie abgeben, die vorher nicht da war. Aus nix wird nix. Woher soll die Mehrenergie stammen?

Und die Volumenarbeit fällt selbstverständlich an. Ich hab es dir ja am Kolben erklärt. Vielleicht hilft noch das:

Wenn du im Luftspeicherbehälter ein bestimmtes Reservoire Luft verdichtet hast und ein Teil davon wandert als Luftblase ins Wasser, dann wird ja der Druck in dem Behälter kleiner und der Übertritt ins Wasser stoppt. Da muß der Druck in dem Behälter wieder erhöht werden und so fort und so fort. Für diese Druckerhöhungen ist die Arbeit erforderlich. Genannt Volumenänderungsarbeit.
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[contravariant]

Wenn man einen mit Luft gefüllten Luftballon im Raum bewegen muss, Luftreibung mal zu Null gedacht, wieviel Energie ist dafür notwendig? Null! In dem System wird nur ein Medium gegen ein anderes umgeschichtet. Dafür ist kein weitere Energie erforderlich. Es herrscht ja ein dynamisches Gleichgewicht.

Das ist ja kein sinnvoller Vergleich, denn vorher hat man nur das Wasser und nach dem Einschieben hat man das Wasser plus das Luftvolumen.

Ich denke die zusätzliche Energie kommt aus dem Umgebungsdruck. Dazu folgende Darstellung:
Dort sind verschiedene Integrale unter der Funktion n*R*T/V aufgeführt. Dort findet man die Energien E1, E2 und E3 von Bruggmüller auch wieder. Zusätzlich findet man noch E4 und E5. E5 ist immer genauso groß wie E2, wird aber von der Atmosphäre geliefert! Der Energielieferant in diesem System ist nach meiner Auffassung die Atmosphäre. Damit ist das Ding kein Perpetuum Mobile sondern nur eine raffinierte Maschinen, die den Umgebungsdruck als Energiequelle nutzt.

An keine Stelle des Prozesses fällt der Druck auf Null. Von daher können deine E_4 und E_5 überhaupt nicht realisiert werden.

[contravariant]

Das ist ja nur die Darstellung der Absolutwerte. Ich gehe davon aus, dass die Beziehung p*V=n*R*T hinreichend ist. Daraus kann man die Funktion F(x)=n*R*T/V extrahieren. Ist in meinem Diagramm auch so dargestellt. In einem pV-Diagramm folgen die Zustandsänderungen dieser Funktion. In unserem konkret betrachtete Fall vom Punkt C nach D. Die Flächeninhalte entsprechen der Integrale über die Energie. Das deckt sich auch mit Bruggmüller für E1.

Conclusion: Aus Fläche BCFH (vor der Kompression) wird durch Einsatz von Energie E1 die Fläche ADEH (nach der Kompression). Da kommt keine Volumenarbeit vor! Sprich um 1000 J in das System zu transportieren die abgearbeitet werden können muss man 216,4 J aufwenden. Ein Wirkungsgrad von 560%

Wenn du das ganze als thermodynamischen Kreisprozess darstellen willst, dann muss das System alle Eckpunkte durchlaufen. Also insbesondere auch die Punkte A, B und H. Für diese ist das Druck laut deiner Grafik allerdings Null. Und das kommt in dem Auftriebskraftwerk so nun nicht vor.

[Yukterez]

Man wirft 1 Euro hinein, bekommt aber 2 Euro heraus.

Man wirft 1 Euro hinein, bekommt aber 56 Euro heraus.

Hast du schon mal versucht mit den Euros die da herauskommen zu bezahlen?

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Erst einmal haben wir uns ja nur zwischen den zwei Punkten C und D bewegt, und zwar in eine Richtung! Wir haben ja nur die Kompression betrachtet. Wie E2 auf den Kopf gekloppt wird, haben wir bislang noch nicht hinterfragt. Vielleicht bringst du dich diesbezüglich auch ein wenig ein.

Welche Fläche schließt denn der Weg zwischen C und D ein? E2 ist die Volumenarbeit gegen den Wasserdruck, hatten wir schonmal...

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CD schließt keine Fläche ein.

Genau. Wie sollen dann dabei E_4 und E_5 realisiert werden?