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grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:die_stirling_maschine

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-=====Anhang zu einem Einwand: ideale und praktische Maschine===== +=====Anhang zu einem Einwand: die 'idealeund die 'praktischeMaschine===== 
-<WRAP Box lo> Hier gibt es dann oft einen 'prinzipiellklingenden **Einwand**: Diese Kombimaschine aus einem idealen Stirlingmotor und einer idealen Stirling-Wärmepumpe wäre dann ein echtes **//Perpetuum mobile//**: Eine Maschine, die ohne sonstige Änderungen in der Natur dauernd von selbst läuft - und "eine solche darf es doch gar nicht geben." Wir lösen dies als Scheinwiderspruch im Folgenden auf:+<WRAP Box lo> Hier gibt es dann oft einen prinzipiell klingenden **Einwand**: Diese Kombimaschine aus einem idealen Stirlingmotor und einer idealen Stirling-Wärmepumpe wäre dann ein echtes **//Perpetuum mobile//**: Eine Maschine, die ohne sonstige Änderungen in der Natur dauernd von selbst läuft - und "eine solche darf es doch gar nicht geben." Wir lösen dies als Scheinwiderspruch im Folgenden auf:
   * Zunächst einmal ist klar, dass auch diese ideale Kombimaschine keine freie Arbeit liefert. Sie läuft "nur". Und weil selbst das Feststellen dieses 'Laufens' einen geringfügigen Energiebetrag erfordert, könnten wir, so es diese ideale Maschine ansonsten wirklich gäbe, diesen Zustand in der Praxis noch nicht einmal verifizieren.   * Zunächst einmal ist klar, dass auch diese ideale Kombimaschine keine freie Arbeit liefert. Sie läuft "nur". Und weil selbst das Feststellen dieses 'Laufens' einen geringfügigen Energiebetrag erfordert, könnten wir, so es diese ideale Maschine ansonsten wirklich gäbe, diesen Zustand in der Praxis noch nicht einmal verifizieren.
-  * Schon aus dem ersten Punkt wird klar, dass es die //ideale Kombimaschine// eben in der Praxis dann doch nicht gibt; sie ist nur eine theoretisches Konstruktion, freilch eine sehr hilfreiche. Geringfügige "Schmutzeffekte" gibt es eben immer, z.B. dass es bei einer Temperaturdifferenz von "Null" zwischen dem heißen Reservoir und dem heißen Prozessabschnitt unendlich lange dauern würde, bis dabei überhaupt Wärme übertragen wird. Andersherum: Damit in endlicher Zeit Wärme übertragen wird, wird es immer eine, im Grundsatz auch "extrem kleine" Temperaturdifferenz an dieser Stelle geben müssen; und genau dieser Teilprozess ist dann wieder wirklich irreversibel, d.h. eine in der Praxis realisierte Maschine wird den Wirkungsgrad der idealen Kombimaschine nie exakt erreichen, sondern ein wenig darunter bleiben. Das kann wiederum extrem wenig sein, d.h., auch die praktische Maschine könnte dem idealen Kombiprozess //sehr nahe// kommen - nur, diesen eben nicht exakt erreichen.  +  * Schon aus dem ersten Punkt wird klar, dass es die //ideale Kombimaschine// eben in der Praxis dann doch nicht gibt; sie ist nur eine theoretisches Konstruktion, freilich eine sehr hilfreiche. Geringfügige "Schmutzeffekte" gibt es eben immer, z.B. dass es bei einer Temperaturdifferenz von "Null" zwischen dem heißen Reservoir und dem heißen Prozessabschnitt unendlich lange dauern würde, bis dabei überhaupt Wärme übertragen wird. Andersherum: Damit in endlicher Zeit Wärme übertragen wird, wird es immer eine, im Grundsatz auch "extrem kleine" Temperaturdifferenz an dieser Stelle geben müssen; und genau dieser Teilprozess ist dann wieder wirklich irreversibel, d.h. eine realisierte "praktische Maschinewird den Wirkungsgrad der idealen Kombimaschine nie exakt erreichen, sondern ein wenig schlechter bleiben. Das kann wiederum extrem wenig sein, d.h., auch die praktische Maschine könnte dem idealen Kombiprozess //sehr nahe// kommen - nur, diesen eben nicht exakt erreichen. Also kein Perpetuum mobile, aber beliebig nahe daran. Genau so, wie viele der anderen auf den ersten Blick 'ewig laufenden' Beispiele; die eben in Wahrheit nur sehr lang, aber eben doch nicht ewig laufen.  
-  * Eine letzte Bemerkung aus der Anwendungspraxis dazu: Ob so ein Wirkungsgrad (z.B. des Stirlingmotors) im Einzelfall nun z.B. 48% tatsächlich erreicht oder doch nur 47,8% - das ist auch für die Praxis unbedeutend. Die heute tatsächlich vorliegenden Abstände zwischen dem ideal Möglichen und dem bisher Üblichen liegen eher bei Faktoren 1,5 bis 10. Die "2" z.B. bei einem konkreten Kohlkraftwerk, die "10" bei den Wärmeverlusten eines beheizten Gebäudes. Da gibt es somit einen enormen Spielraum - auch wenn "exakt ideal" nicht erreichbar ist.</WRAP>  \\ \\ +  * Eine letzte Bemerkung aus der Anwendungspraxis dazu: Ob so ein Wirkungsgrad (z.B. des Stirlingmotors) im Einzelfall nun z.B. 48% tatsächlich erreicht oder doch nur 47,8% - das ist auch für die Praxis unbedeutend. Die heute tatsächlich vorliegenden Abstände zwischen dem ideal Möglichen und dem bisher Üblichen liegen eher bei Faktoren 1,5 bis 10. Die "1,5" z.B. bei einem konkreten sehr guten modernen Kohlekraftwerkmehr als die "10" bei den Wärmeverlusten eines beheizten Gebäudes. Da gibt es somit einen enormen Spielraum - auch wenn "exakt ideal" nicht erreichbar ist. 
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grundlagen/bauphysikalische_grundlagen/die_stirling_maschine.1701177518.txt.gz · Zuletzt geändert: 2023/11/28 14:18 von wfeist