Ich befasse mich gerade mit der Funktion von Heatpipes. Da kam in mir die Frage auf, ob es möglich ist eine Heatpipe ( oder ähnliches ) zu konstruieren, die eine stark richtungsgebundene Wärmeleitfähigkeit hat. Sozusagen eine Diode für Wärme. In eine Richtung wird Wärme zum kälteren Ende transportiert, aber die "Kälte" ( physikalich unkorrekt, ich weiß... ) kann nicht zurück zum warmen Ende. Damit könnte man z.B. eine Kühlbox bauen, die im Inneren nur kälter werden kann, aber nicht auf selbigem Wege wieder wärmer. Das ist ja der Nachteil eines Peltierelementes, wenn es stromlos ist. Der Gedanke klingt so, als wäre der Erfinder von so einem Ding sofort Milliardär... Ist das eine naive Idee?
Naja, wenn Du eine "schlechte" Heatpipe ohne gesinterte Innenseiten oder eingelegte Kupfergeflechte (eigentlich zur Steigerung der Kapilarwirkung) verwendest, und Deine Kondensationsseite höher als die Kühlbox legst, sollte es die von Dir beschriebene Diodeneigenschaft haben.
Damit könnte man vielleicht auch ein perpetuum mobile bauen. In der Physik läuft es üblicherweise auf einen Ausgleich hinaus, zwei rauschende Widerstände der selben Temperatur schieben sich gegenseitig dieselbe Rauschleistung zu. Nur wenn sie auf verschiedenen Temperaturen sind fließt ein Strom - das Thermoelement. Das geht solange gut bis die Temperaturen sich angeglichen haben.
Stefan M. schrieb: > Damit könnte man z.B. eine Kühlbox bauen, die im Inneren nur kälter > werden kann, aber nicht auf selbigem Wege wieder wärmer. Das ist ja der > Nachteil eines Peltierelementes, wenn es stromlos ist. Da schlage ich dir den bestmöglichen Produktnamen vor: Maxwell's Demon. Wenn du damit ein bisschen in Klausur gehst wirst du feststellen, dass nur für die Reduktion möglicher Zustände Energie notwendig ist. Da warm links und kalt rechts eine ziemlich starke Einschränkung der Folgezustände ist, brauchst du wohl 'ne Menge Energie.
Stefan M. schrieb: > die eine stark richtungsgebundene > Wärmeleitfähigkeit hat. Hat jedes normale Wärmerohr ganz von selbst, und das Problem ist ja gerade, ebendiesen Effekt halbwegs zu beseitigen! Nur deshalb sind dort drin irgendwelche ich sage mal Fasern, die die Flüssigkeit durch Kapillarkräfte auch gegen die Schwerkraft wieder nach oben ziehen. Ein völlig hohles, nur mit z.B. ein paar Tropfen Wasser gefülltes, stehendes Wärmerohr kann ausschließlich Wärme von unten nach oben befördern, umgekehrt nicht ein Prozent davon. Die Russen nutzen diesen Effekt seit Langem. Wo der Permafrost zu schmelzen beginnt, sind z.B. an Bahnschienen hohle Wärmerohre in den Boden eingelassen. Im Winter führen sie Wärme aus dem Boden ab, im Sommer kann die Wärme aber nicht mehr zurück in den Boden, weil das Prinzip so rum nicht funktioniert.
Auch wenn der Wärme bevorzugt in die eine Richtung fließt, gibt das noch keinen maxwellschen Dämon. So wie bei der Diode für den Strom ist die Gleichrichtungswirkung nicht perfekt, und der Wärmetransport nimmt erst mit genügend Temperaturdifferenz in die eine Richtung schneller zu. Für die Kombination mit einem Peiltierelement kann das durchaus sinnvoll sein, dürfte aber auch keine so ganz neue Idee sein. Der Nachteil ist halt, dass es nicht über Kopf geht und man nach unten einiges an Bauraum braucht. In der einfachen Form geht auch schon ein Kühlkörper mit Lüfter um den Wärmeaustausch als eine Art thermischen Schalter zu steuern. Ein Lüfter auf der warmen Seite dürfte sowieso eine gute Idee sein.
Die Dinger heißen 'thermal diodes', die gibt es, verstoßen auch nicht gegen den 2ten Hauptsatz, und es wird aktiv daran geforscht. https://en.m.wikipedia.org/wiki/Thermal_diode
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