Wissenschaft einfach erklärt

Energie kann man nur aus Energie erzeugen

Alle Energieformen lassen sich ineinander umwandeln, aber Energie verbrauchen oder erzeugen können wir NICHT. Diese wissenschaftliche Erkenntnis ist die Basis für alle Fragen zum Thema Energie und wird auch als Energieerhaltungssatz oder erster Hauptsatz der Thermodynamik bezeichnet. Es ist der Satz des „Überflusses“.

Unsere tägliche Lebenserfahrung zeigt uns jedoch genau das Gegenteil. Für unser Auto müssen wir an der Tankstelle Benzin einkaufen. Der Energieversorger schickt uns eine Rechnung für unseren Energieverbrauch. Auch bei der Herstellung von Produkten wird die Energie, die zum Herstellen notwendig war, im Verkaufspreis einkalkuliert und gilt als verloren bzw. verbraucht.

Die Erkenntnis, dass Wärme überhaupt eine Erscheinungsform von Energie ist, wurde 1842 von dem Arzt Robert Mayer veröffentlicht. Er entdeckte durch eigene Überlegungen und Experimente das Umrechnungsverhältnis zwischen Wärme und Arbeit und schlussfolgerte, das bei der Umwandlung von einer Energieform in die andere nichts verloren geht und die Energie demzufolge vollständig erhalten bleibt.

1856, einige Jahre später, kam der Mathematiker Rudolph Clausius zu dem Schluss, dass bei jeder Umwandlung von Energie immer ein kleiner Teil verloren geht, der als sogenannte "lauwarme" Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Clausius führte den Begriff der Entropie ein und postulierte, dass Entropie nur zunehmen und niemals abnehmen kann. Daraus wurde geschlussfolgert, dass letztendlich alle Energie nach unzähligen Umwandlungen zu lauwarmer Wärme wird, die nicht wieder in eine höherwertige Energie umgewandelt werden kann. Darum ist Energie ein knappes Gut. Wir müssen sorgsam mit ihr umgehen und wir sind zwangsläufig dem Untergang geweiht, wenn sich alle Energie eines Tages in "minderwertige" Wärme umgewandelt hat.

Diese Betrachtung wurde zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik und zum Satz des „Mangels“. Alle Energietechnik, die uns heute zur Verfügung steht, wurde auf der Basis dieses Satzes entwickelt und dient damit als wissenschaftliche Legitimation für unser weltweites Energieproblem.

Was allerdings übersehen wird, ist die Tatsache, dass der zweite Hauptsatz nur in einem eingeschränkten Bereich gilt, nämlich nur für Vorgänge im Gleichgewicht. Dies wird in den beiden Gleichgewichtspostulaten (siehe rechte Seite) beschrieben. Bei Ungleich­gewichts­zuständen, wie in einem Kraftwerk, das mit Mischdampf betrieben wird, verlieren die in der heutigen Thermodynamik beschriebenen Gesetze ihre Gültigkeit. Tatsächlich wurden Ungleich­gewichts­zustände bisher wissenschaftlich wenig oder nicht ausreichend unter­sucht.

Aber genau dieses Gebiet der Ungleich­gewichts­zustände liefert die Lösungen für die gravierendsten Probleme im Zusammenhang mit der Energie. Wenn Sie mehr darüber lesen möchten, finden Sie Informationen in unserem Downloadbereich.

Die Gleichgewichtspostulate (leicht gekürzt):

Jedes sich selbst überlassene Gebilde strebt einem Gleichgewichtszustand zu. Wenn dieser erreicht ist, ist das Gebilde (ohne äußere Eingriffe) zu keiner messbaren Änderung seines Zustandes fähig....Für Geschehnisse und Bereiche, die diesem Postulat nicht gehorchen, werden auch die Gesetze der Thermodynamik ihren Sinn verlieren.1*

Daraus folgt, das alle Formeln und Betrachtungen, die wir in heutigen Thermodynamikbüchern finden, nur für Gleichge wichtszustände gelten. Siehe Text im Download "ENERGIE".

1* vergl. Technische Thermodynamik Fran Bosnjakovic T.1, S. 18, 8. Auflage Steinhoff Darmstadt.