Dienstag, 1. November 2016

Ein Schwerkraftwerk zur Energiegewinnung

Das erste "Schwerkraftwerk" (oder "Kapillarkraftwerk") der Welt mit über 100% Wirkungsgrad wurde vom Münchener Philanthropen Hans Weidenbusch erfunden. Es ist zum Patent angemeldet, billig, wartungsfrei, umweltfreundlich, skalierbar. Das Energieproblem der Menschheit wäre damit gelöst. Wieder mal?



 Kapillareffekt (Kapillarwirkung)

 
"Flüssigkeiten steigen in engsten Röhrchen entgegen der Schwerkraft nach oben. Je feiner das Röhrchen und die Oberflächenspannung, desto größer die Steighöhe. Der Kapillareffekt entsteht durch das Zusammenwirken der Kohäsion/Kohäsionskraft zwischen den Molekülen eines Stoffes (Flüssigkeit) und der Adhäsion/Adhäsionskraft zwischen den Molekülen unterschiedlicher Stoffe (Flüssigkeit/Innenwand des Röhrchens)."



Je kleiner der Durchmesser, desto größer sind der Kapillardruck und die Steighöhe. In einer Kapillare von 2 µm Durchmesser (1 µm Radius) betragen, entsprechend der Formel unten, die Steighöhe von benetzendem Wasser 14 Meter und der Kapillardruck 1,4 bar.Wikipedia

Die Steighöhe h einer Flüssigkeitssäule ist gegeben durch:
Dabei ist:
 = Oberflächenspannung
θ = Kontaktwinkel
ρ = Dichte der Flüssigkeit
g = Schwerebeschleunigung
r = Radius der Röhre


Kapillareffekt in Abhängigkeit vom Rohrquerschnitt




Minimalistisches Kraftkwerkdesign ohne Schwimmer?


Würde die ultimative, fluide Form ohne Schwimmer oder sonstige bewegte Teile (bis auf das Schaufelrad funktionieren? Kann durch das Kurzschließen des Schwerkraftdifferenzpotenzials zwischen rechter und linker Seite wird eine permanente Ausgleichsbewegung in Gang gesetzt werden?


Aufgrund der Kapillarkräfte, die der Schwerkraft bekanntermaßen entgegen wirken, statt sie zu verstärken (sonst könnte ja kein Baum seine Kapillarsäfte halten - unabhängig vom Atmungskreislauf), wird rechts ein Teil der Wassermasse (wie mit nach oben gerichteten Widerhaken) "in der Schwebe" gehalten. Dadurch nimmt aber das resultierende Gesamtgewicht der rechten Wassermasse ab, der Gegendruck nach rechts müsste stärker sein, als der nach links. Folglich müsste ein Kreislauf in Gang kommen, da kein einziger Tropfen zu einem Druckausgleich von links nach rechts verdrängt werden kann, ohne dass dafür wieder einer zurückfließt. Wo ist der Denkfehler?

Antwort: Der Innenwiderstand der Kapillare ist um ein Vielfaches größer, als der hydrostatische Druck der nichtkapillaren korrespondierenden Flüssigkeitsmenge, unahängig von der schwerkraftneutralisierenden Adhäsionskraft! Die Wassermoleküle sind quasi an die Wände angekettet, klettern aber nicht höher, als die Wände! Von unten drängt also auch nicht mehr nach, als zur Benetzung nötig wäre.
Die Flüssigkeit steigt aufgrund von Adhäsionskräften an die Wand des Röhrchens und somit lediglich bis zu dessen Ende, selbst wenn die Kapillarität eine größere Steighöhe erlaubte.
- Kapillarität


Die Kohäsionstheorie des Wassertransports


Welche gigantische Kraft zieht im Baum immer neues Wasser von den Wurzeln nach oben? Wenn die Kapillare voll ist und oben etwas verdunstet (über Blattporen), wie erfolgt der bis in die Wurzeln reichende "Nachruck"? Müsste da nicht zumindest - wie bei einer Autoschlange - ein Pulsieren statt einem kontinuierlichen Fluß entstehen?
"Nimmt man zusätzlich einen hohen Luftdruck an, der die Wassersäule weiter in die Kapillare hineindrückt, kann bei dünnen Kapillaren eine Steighöhe von 10 Metern erreicht werden. KAPILLARKRÄFTE reichen jedoch als Erklärung für den Wassertransport in Bäumen BEI WEITEM nicht aus.
...
Durch den ZUSAMMENHALT der Wasser-Moleküle (Kohäsionskräfte), wirkt der über die Wasserabgabe erzeugte SOG nicht nur auf unmittelbar benachbarte Moleküle, sondern auf die GESAMTE WASSERSÄULE in den Wasserleitungsbahnen der Leitbündel (Xylem) bis hinab in die Wurzel und hält so stets eine kompakte Wassersäule aufrecht."


Das ist genau dasselbe Argument wie beim menschlichen Herz, desse Pumpleistung niemals ausreicht, um das Blut durch die Haargefäße zu pressen. Da müssten die Gefäße ja selbst "mitpumpen" (Gefäßperistaltik), was aber auch widerlegt wurde.


Also steht die Wissenschaft auch angesichts eines 30 m hohen Baumes vor einem Rätsel.
 

Aufklärung ist wichtiger als Einsparung

Wer will den Fortschritt und wer will ihn verhindern?
"Ewig-Gestrige wird es auch morgen geben!"- Hans Weidenbusch
Es geht nicht um ein paar Milliarden hin oder her! Die Menschheit ließ sich lange genug schröpfen, weil sie sich von selbternannten Experten abhalten ließ vom Selber-Denken. Noch wichtiger, als die kostenlose Energieversorgung für den einzelnen, ist eine breite gesellschaftliche Diskussion und Begriffsklärung, um die Fronten zu klären.


Weitere Patente für Auftriebskraftwerke

 

Auftriebskraftwerk nach Guillaume, 1928
Belgien Pat. Nr. 359840

Wo liegt bei Guillaume der Fehler? Man kann ja die Höhe des Auftriebbehälters beliebig steigern, um auch wirklich alle etwaigen Reibungsverluste überzukompensieren. Und es wirkt tatsächlich eine Kraft (Gewichtskraft der verdrängten Flüssigkeit) auf die Kette, während auf der anderen Seite nur die Schwerkraft entgegensteht. Das Problem ist die Verdrängungsarbeit für die unterste Boje, damit die in das Auftriebsbecken überhaupt hineingelangen kann. Hier müsste man evtl. eine Wasserdichte Schleuse konstruieren, um den Druck zu vermindern. Dabei dürften die Bojen dann keinen Kontakt haben, sondern müssten sich gegenseitig schieben.



Ist ein Kapillarkraftwerk ein Perpetuum Mobile?


Als Perpetuum mobile erster Art bezeichnet man eine Maschine, die dem Energieerhaltungssatz (analog dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik) widerspricht. Sie soll dadurch mindestens die zu ihrem eigenen Betrieb notwendige Energie und in manchen Fällen zusätzlich Nutzenergie liefern. Eine solche Maschine würde Energie aus dem Nichts erzeugen und damit dem Energieerhaltungssatz widersprechen. Beispiele:
  • Ein Wasserrad pumpt Wasser nach oben. Ein Teil des Wassers fließt wieder nach unten und treibt das Wasserrad an.
(Definition aus https://de.wikipedia.org/wiki/Perpetuum_mobile)

Halt! Das Wasserrad ersetzen wir einfach durch ein Kapillarbündel. Der Kapillareffekt ist eine natürliche Pumpe, die immer weiter läuft, solange Wasser durchströmen kann! Nicht ein Teil, sondern das gesamte Wasser fließt anschließend durch den "Schwerkrafteffekt" wieder nach unten und füllt die Kapillaren von Neuem. Widerspricht das dem Energieerhaltungssatz? 

Der Energieerhaltungssatz drückt die Erfahrungstatsache aus, dass die Energie eine Erhaltungsgröße ist, dass also die Gesamtenergie eines Abgeschlossenen Systems sich nicht mit der Zeit ändert. Zwar kann Energie zwischen verschiedenen Energieformen umgewandelt werden, beispielsweise von Bewegungsenergie in Wärmeenergie. Energie kann auch aus einem System oder in ein System transportiert werden. Es ist jedoch nicht möglich, Energie zu erzeugen oder zu vernichten. Die Energieerhaltung gilt als wichtiges Prinzip aller Naturwissenschaften.

(Definition aus https://de.wikipedia.org/wiki/Energieerhaltungssatz)

So ist es: der EES drückt eine "Erfahrungstatsache" aus! Aber Schwerkraft und Kapillarkraft sind ebenfalls "Erfahrungstatsachen"! Und einschränkend bezieht sich der EES auch nur auf ein "abgeschlossenes System".

Als abgeschlossenes System wird ein System ohne Wechselwirkung mit seiner Umgebung bezeichnet.

(Definition aus https://de.wikipedia.org/wiki/Abgeschlossenes_System)

Wir haben aber eine "Wechselwirkung mit der Umgebung", nämlich die Schwerkraft, die immer wieder neu auf das (in den Kapillaren durch molekulare Kräfte entgegen der Schwerkraft) nach oben gezogene Wasser einwirkt!


Das Kapillarkraftwerk ist also kein Perpetuum Mobile, weil es kein abgeschlossenes System ist! Durch die asymmetrische Kopplung werden die zwei entgegengerichteten Kräfte (Schwerkraft und Kapillarkraft) kurzgeschlossen und immer wieder neu in Bewegungsenergie umwandelt. 

Im Prinzip verhält sich das Kapillarkraftwerk genau, wie eine Windmühle: Diese wird von Wind (Wasser) angetrieben, der durch ein Luftdruckgefälle (Schwerkraftgefälle) entsteht. 


Es ist dabei noch nicht einmal erforderlich, zu verstehen, ob die Schwerkraft statisch oder dynamisch ist. Man sagt ja auch, das ein Magnetfeld nicht dynamisch sei. Aber dann dürfte man nicht von Kräften sprechen. Das bisherige Unvermögen, diese Kräfte für permanente Energieerzeugung zu nutzen (der Energieerhaltungssatz ist nur ein Erfahrungssatz!), ist selbstverständlich kein Beweis, dass man sie nicht in Zukunft (durch Gleichrichtung) nutzen kann.

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