Wer hat denn jetzt recht? Der Energieerhaltungssatz oder die Entropie?
Doch mal von Anfang an. Ich denke viele von euch werden den Energieerhaltungssatzt noch kennen. Falls nicht, hier mal die Kurzform aus der Wikipedia:
Der Energieerhaltungssatz sagt aus, dass die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems sich nicht mit der Zeit ändert.
Doch jetzt kommt die Entropie (einfach gesagt Unordnung) ins Spiel. Entropie ist eine Maßeinheit in der Thermodynamik für das Fehlen von Eindeutigkeit in einem physikalischen System. Nach einer gewissen Zeit tendiert jedes System von einem eindeutigen, ordentlichen Zustand zu einer unordentlicheren Anordnung. Die Entropie bleibt also entweder gleich oder nimmt zu, sie nimmt jedenfalls niemals ab.
Nimmt man zum Beispiel eine Kiste mit verschiedenfarbenen Erbsen (bunte Erbsen haben es mir irgendwie nach der Besprechung des Dihybriden Erbgangs in Biologie angetan…). In diesem Fall nehmen wir gelbe und grüne Erbsen, welche schön sortiert sind. Die gelben Erbsen befinden sich auf der einen Seite der Kiste, die grünen auf der anderen. Die Erbsen weisen also eine relativ geringe Entropie auf. Jetzt hau mal gegen die Kiste. Die Erbsen können jetzt immernoch getrennt oder durcheinander geraten sein. Wenn du jetzt noch ein paar mal gegen die Kiste schlägst, wird das System immer weniger ordentlich, seine Entropie nimmt also zu.
Wenn du das ganze jetzt mit einer Kamera aufgenommen hättest und dir die Aufnahme zuerst vorwärts und dann rückwärts anguckst, würdest du zuerst sehen, wie sich die Erbsen mischen, und dann wie sie sich wieder trennen. Man erkennt sofort, dass mit der rückwärts laufenden Aufnahme etwas nicht stimmt, denn eine abnehmende Entropie ist wie schon geschrieben eine äusserst ungewöhnliche Situation, im Real Life ist sie sogar ziemlich unmöglich (kann der Zufall die Entropie besiegen?).
Wir bauen uns ein Perpetuum mobile
Man stelle sich vor, wir würden in einem geschlossenem System folgende Konstruktion aufbauen: Ein Wasserbehälter, welchen wir über einen Akku erhitzen. Der Wasserdampf treibt eine Turbine an, welche wiederum über einen Dynamo den Akku wieder auflädt. Mal davon abgesehen, dass es einen so performanten Akku nicht gibt, müsste dieser Aufbau laut dem Energieerhaltungssatz bzw. dem ersten Satz der Thermodynamik ein Perpetuum mobile sein, da die Gesamtenergie erhalten bleibt. Doch dann würde sie gegen den zweiten Satz verstoßen.
Doch was ist jetzt los? Die Lösung ist recht einfach: In jedem Durchlauf bewirkt das Gesetz der Entropie, dass nicht die gesamte Energie des Dampfes genutzt werden kann, da eine gewisse Menge als Überschuss freigesetzt werden muss.
Folglich kann das System nicht mit 100-prozentiger Effektivität laufen, was auch durch den zweiten Satz bestätigt wird. Es könnte also allein niemals genug Energie generieren, um sich selbst wieder aufzuladen. Generell ist es nach dem zweiten Hauptsatz nicht möglich, dass eine Maschine durch die Temperaturdifferenz, die sie herstellt, sich komplett selbst antreibt.
Irgendwie ist diese ganze Diskussion recht konfus und ich habe mich auch noch nicht 100-prozentig mit dem Ergebnis abgefunden, was wohl auch nie der Fall sein wird.
“Juchu, Schnee!” hiess es als erstes. Doch dann wurde es kalt. Sehr kalt. -16°C um genau zu sein. Das war um halb 5 morgens. Doch das war noch gar nichts. Heute hat es richtig angefangen zu schneien. Und trotzdem sind einige tolle Bilder rausgekommen. Also aus der Kamera. Aus der Speicherkarte. Whatever.
).
