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  #1  
Alt 14.03.14, 17:46
CineX CineX ist offline
Aufsteiger
 
Registriert seit: 18.01.2012
Beiträge: 95
Standard Reine Wärmeenergie in Elektrizität umwandeln ?

Hallo zusammen,

mich würde mal interessieren, ob es theoretisch möglich ist, REINE Wärmeenergie in z.B. elektrische Energie umzuwandeln? Ich dachte z.B. an ein System das mittels Laserkühlung arbeitet. Bei einer Kühlung mittels Laser wird ja die Bewegungsenergie der Atome durch die Photonen gebremst. Die Bewegungsenergie verschwindet dabei nicht sondern wird (so wie ich das verstanden habe) auf das relfektierte Photon übertragen dass den "kühlenden" Impuls auslöst. Dieses Photon ist dann energiereicher. Wenn dieses dann im Anschluss auf eine Solarzelle trifft, müsste sich die Energie doch in elektrische umwandeln lassen.

Ist so ein Prozess physikalisch möglich? Das wäre ja echte umwandlung von thermischer in elektrische Energie, oder? Dass das ganze evtl. technisch keinen Sinn macht ist verständlich. Zumal ich ja durch den Laser immer Energie auch zuführen muss sonst hätte ich ja ein Perpetuum mobile^^ Aus dem selben Grund funktioniert ja auch ein Peltier Element nicht ohne Energiezufuhr (also erzeugung unterschiedlicher Temperaturen) Es geht mir hauptsächlich darum zu verstehen, ob man auch reine thermische Energie wieder umwandeln kann (z.B. eben in elektrische).
Also ob ich wie im oben beschriebenen Beispiel einen Körper kühlen und diese Energie nicht in Form von Abwärme abführen sondern in Elektrizität umwandeln kann?

Liebe Grüsse
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  #2  
Alt 15.03.14, 08:35
Philipp Wehrli Philipp Wehrli ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 04.07.2009
Ort: Winterthur
Beiträge: 255
Standard AW: Reine Wärmeenergie in Elektrizität umwandeln ?

Zitat:
Zitat von CineX Beitrag anzeigen
Hallo zusammen,

mich würde mal interessieren, ob es theoretisch möglich ist, REINE Wärmeenergie in z.B. elektrische Energie umzuwandeln? Ich dachte z.B. an ein System das mittels Laserkühlung arbeitet. Bei einer Kühlung mittels Laser wird ja die Bewegungsenergie der Atome durch die Photonen gebremst. Die Bewegungsenergie verschwindet dabei nicht sondern wird (so wie ich das verstanden habe) auf das relfektierte Photon übertragen dass den "kühlenden" Impuls auslöst. Dieses Photon ist dann energiereicher. Wenn dieses dann im Anschluss auf eine Solarzelle trifft, müsste sich die Energie doch in elektrische umwandeln lassen.

Ist so ein Prozess physikalisch möglich? Das wäre ja echte umwandlung von thermischer in elektrische Energie, oder? Dass das ganze evtl. technisch keinen Sinn macht ist verständlich. Zumal ich ja durch den Laser immer Energie auch zuführen muss sonst hätte ich ja ein Perpetuum mobile^^ Aus dem selben Grund funktioniert ja auch ein Peltier Element nicht ohne Energiezufuhr (also erzeugung unterschiedlicher Temperaturen) Es geht mir hauptsächlich darum zu verstehen, ob man auch reine thermische Energie wieder umwandeln kann (z.B. eben in elektrische).
Also ob ich wie im oben beschriebenen Beispiel einen Körper kühlen und diese Energie nicht in Form von Abwärme abführen sondern in Elektrizität umwandeln kann?

Liebe Grüsse
Es kommt hier immer auf die Entropie an, nicht auf die Energie. Stichworte:
- 2. Hauptsatz der Thermodynamik
- Perpetuum mobile zweiter Art
- Carnot Prozess
Solange die Entropie zunimmt, kannst du die Energie fast beliebig umwandeln. Im Fall des Lasers kannst du so zwar aus Wärme elektrische Energie erzeugen. Aber du muss die Spannungen auf einem weiten Gebiet zusammensuchen.
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  #3  
Alt 15.03.14, 12:25
Ich Ich ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 18.12.2011
Beiträge: 1.778
Standard AW: Reine Wärmeenergie in Elektrizität umwandeln ?

Ja, sowas gibt's. Der Wirkrungsgrad ist halt nicht berühmt.
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  #4  
Alt 15.03.14, 14:39
CineX CineX ist offline
Aufsteiger
 
Registriert seit: 18.01.2012
Beiträge: 95
Standard AW: Reine Wärmeenergie in Elektrizität umwandeln ?

Zitat:
Zitat von Philipp Wehrli Beitrag anzeigen
Es kommt hier immer auf die Entropie an, nicht auf die Energie. Stichworte:
- 2. Hauptsatz der Thermodynamik
- Perpetuum mobile zweiter Art
- Carnot Prozess
Solange die Entropie zunimmt, kannst du die Energie fast beliebig umwandeln. Im Fall des Lasers kannst du so zwar aus Wärme elektrische Energie erzeugen. Aber du muss die Spannungen auf einem weiten Gebiet zusammensuchen.
Das ist verständlich. Ich muss zwingend unter Energieeinsatz ein Wärmgefälle erzeugen, damit die Wärme "Arbeit" verrichten kann. Das verstehe ich.

Ist der zweite Hauptsatz eigentlich in mikroskopischen Systemen zu brechen? Ich meine mal was gelesen zu haben, dass es da mal ein Experiment gab... Sicher bin ich mir aber nicht mehr...

Liebe Grüsse
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  #5  
Alt 15.03.14, 16:12
Philipp Wehrli Philipp Wehrli ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 04.07.2009
Ort: Winterthur
Beiträge: 255
Standard AW: Reine Wärmeenergie in Elektrizität umwandeln ?

Zitat:
Zitat von CineX Beitrag anzeigen
Das ist verständlich. Ich muss zwingend unter Energieeinsatz ein Wärmgefälle erzeugen, damit die Wärme "Arbeit" verrichten kann. Das verstehe ich.

Ist der zweite Hauptsatz eigentlich in mikroskopischen Systemen zu brechen? Ich meine mal was gelesen zu haben, dass es da mal ein Experiment gab... Sicher bin ich mir aber nicht mehr...

Liebe Grüsse
Der zweite Hauptsatz ist ein Satz der Statistik. Im kleinen kann er verletzt sein. Wenn du dies aber benützen willst, um Energie zu gewinnen, geht es trotzdem schief. James Clerk Maxwell hatte dazu die folgende Idee: Es passiert offensichtlich ab und zu, dass einzelne schnelle Teilchen von einem kalten Gebiet in ein warmes Gebiet wandern. Nun könnte ein allwissender Dämon genau diese Teilchen im warmen Gebiet zurück halten. Wenn umgekehrt ein langsames Teilchen ins kalte Gebiet will, würde der Dämon das Teilchen durchlassen.
Eine genaue Analyse zeigt aber, dass der Dämon selber die Entropie erhöht, um die Teilchen wahrzunehmen und darauf zu reagieren. Die Entropieerhöhung des Dämons wäre grösser als die Entropie-Reduktion. (siehe Stichwort: Maxwellscher Dämon).
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  #6  
Alt 15.03.14, 16:17
Philipp Wehrli Philipp Wehrli ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 04.07.2009
Ort: Winterthur
Beiträge: 255
Standard AW: Reine Wärmeenergie in Elektrizität umwandeln ?

Zitat:
Zitat von Ich Beitrag anzeigen
Ja, sowas gibt's. Der Wirkrungsgrad ist halt nicht berühmt.
Hier ist ein Wärmegefälle vorhanden. Da kannst du schon elektrische Energie gewinnen, z. B. mit dem bereits erwähnten Peltier Element.
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  #7  
Alt 15.03.14, 18:04
CineX CineX ist offline
Aufsteiger
 
Registriert seit: 18.01.2012
Beiträge: 95
Standard AW: Reine Wärmeenergie in Elektrizität umwandeln ?

Zitat:
Zitat von Philipp Wehrli Beitrag anzeigen
siehe Stichwort: Maxwellscher Dämon.
Vielen herzlichen Dank. Dazu werde ich mir mal den ausfühlichen Wikipedia Artikel durchlesen.

Liebe Grüsse
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  #8  
Alt 18.03.14, 00:16
RoKo RoKo ist offline
Guru
 
Registriert seit: 12.11.2009
Beiträge: 996
Standard AW: Reine Wärmeenergie in Elektrizität umwandeln ?

Zitat:
Zitat von Philipp Wehrli Beitrag anzeigen
Der zweite Hauptsatz ist ein Satz der Statistik. Im kleinen kann er verletzt sein. ..
das liest man immer wieder. Ist aber auch richtig?

S = kb * ln W

mit S = Entropie, kb = Boltzmann-Konstante, ln = natürlicher Lograthmus, W= Anzahl der möglichen Mikrozustände, die mit dem zugehörigen Makro-Zustand verträglich sind.

2.Hauptsatz:

dS >= 0 ; folglich auch dW >=0.

Kann es ein abgeschlossenes physikalisches System geben, das von selbst die Anzahl seiner möglichen Mikrozustände einschränkt?
__________________
mit freundlichem Gruß aus Hannover

Unendliche Genauigkeit ist eine Illusion
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