Auftriebskraftwerk

Nicht drum rum schwätzen. Wo liegt der Fehler, wie heißt es richtig? Etwas Mathematik darf schon sein. Oder haben hunderte Physiker über Jahrhunderte geirrt und der eine einzige strahlende Held hat jetzt den Fehler gefunden und es gibt dafür den Nobelpreis?
Ich warne schon mal vor, die nächste Frage wird sein, wie das Noether-Theorem zu widerlegen ist. Also jetzt aber mal bitte etwas seriöser zur Sache und nicht rumschwafeln und ausweichen.

Nehmen wir ein konkretes Lehrbuchbeispiel.

Ausgehend von einer Umgebungstemperatur von 300 Kelvin übertragen wir 100 Joule Wärme von einer 400-Kelvin-Wärmequelle in unseren Motor.

Im Motor selbst erhöht sich die Temperatur des Arbeitsmediums um 1 Grad pro übertragenem Joule.

Dadurch steigt die Temperatur des Arbeitsmediums auf 400 Kelvin.

Bis zu diesem Punkt wurde Wärme als übertragene Energie in Joule definiert.

Wenden wir uns nun der alten Carnot-Wirkungsgradformel zu, die auf der alten kalorischen Theorie basiert. Dabei wird Wärme als ein Stoff betrachtet, der einen Gegenstand füllt und durch die Temperatur gemessen werden kann.

Zuvor haben wir (Th-Tc)/Th = (400-300)/400 = 100/400, also einen Wirkungsgrad von 25 % ermittelt.

Um einen Wirkungsgrad von 100 % zu erreichen, müsste die Kaltseitentemperatur bei Null liegen. Wir müssen dem Motor alle Wärme entziehen, bis keine mehr vorhanden ist.

Wir haben 100 Joule hinzugefügt, wodurch die Temperatur um 100 Grad Kelvin anstieg.

Um die Temperatur des Arbeitsmediums dann auf null Kelvin zu senken, müssten, um konsistent zu bleiben, 400 Joule entfernt werden.

Das bedeutet, dass für einen Wirkungsgrad von 100 % 400 Joule in Arbeit umgewandelt werden müssen, wenn 100 Joule in den Motor gelangen, oder den Motor als „Abwärme“ verlassen.

Ist das sinnvoll?

Aus 100 Joule „Wärme“, die in den Motor gelangen, werden im Inneren 400 Joule „Wärme“.

Da 100 25 % von 400 sind, können wir nun sagen, dass unser Motor nur 25 der ursprünglich zugeführten 100 Joule nutzen kann, wenn wir das Verhältnis auf die übertragenen 100 Joule anwenden. Zurück zur modernen Definition von „Wärme“.


Das ist Wahnsinn.