Die Kreisprozesse, die in der Thermodynamik beschrieben werden, spielen sich nicht "in" Gleichgewichtszuständen ab, wie Schaeffer suggeriert, sondern durch den Wechsel von einem Gleichgewichtszustand zu einem anderen und weiter zum nächsten.
In laufenden Wärmekraftmaschinen ergibt sich zu keinem Zeitpunkt ein echtes Gleichgewicht. Die "Gleichgewichtszustände" der Eckpunkte der Kreisprozesse in Form von Druck-Temp-Stoffmenge-Tripeln werden nur zur Berechnung der Energieflüsse herangezogen. Jedem Ingenieur ist aber klar, dass diese Gleichgewichtszustände sich im Betrieb der Maschine gar nicht wirklich dauerhaft einstellen.
Daher ist auch klar, dass die betrachteten Prozesse keineswegs "Gleichgewichtsprozesse" in dem Sinne sind, dass sie in Gleichgewichtszuständen ablaufen.
Man kann allenfalls sagen, sie laufen von einem (infinitesimal kurz bestehendem) Gleichgewichtszustand zum nächsten solchen Gleichgewichtszustand.
Und genau das ist die esoterische Verwirrtheit eines Schaeffer: Er faselt was von Ungleichgewichtsthermodynamik, bei der alles anders sei als bei der Gleichgewichtsthermodynamik. Aber auch seine Maschinen laufen nicht anders als andere Maschinen, nämlich von einem (theoretischen) Gleichgewichtszustand zum nächsten übergehend, und dabei selbstverständlich ausgehend vom antreibenden thermischen Ungleichgewicht - wie andere Maschinen auch.
Selbst der Mischdampf ändert daran nichts - auch der Mischdampf wechselt von einem Gleichgewichtszustand zum nächsten und ist damit mittels der "Gleichgewichtsthermodynamik" berechenbar, auch wenn sich in laufenden Maschinen diese Gleichgewichtszustände des Gases im Arbeitsvolumen nicht dauerhaft einstellen, sondern nur infinitesimal kurz.
Allerdings ist die Berechnung bei (azeotropen) Stoffgemischen halt wesentlich aufwändiger als bei Einstoff-Medien. Und schon daran ist Schaeffer, wie Du richtig sagst, gescheitert. Das alles hat doch aber nichts mit einer angeblichen "Ungleichgewichtsthermodynamik" zu tun, für die die Naturgesetze (insb. der 2. Hauptsatz) angeblich nicht gelten würden. Das ist typisch esoterischer Verwirrungs-Quatsch, der auf einem Missverständnis des Begriffs "Gleichgewichtsthermodynamik" beruht.
Besonders deutlich wird das an den putzig verwirrten Ansichten, die er in seinem Pamhplet
"Ungleichgewichts-Thermodynamik" äußert. Dort schreibt er unter 2.3 "Zur Situation der heutigen Thermodynamik":
Es kommt aber noch etwas anderes hinzu. Die heutige Thermodynamik betrachtet nur Zustände im Gleichgewicht. Alle ihre Zustandsgleichungen beschreiben nur Gleichgewichtszustände, bei denen alle Potentialunterschiede wie Druck, Temperatur oder das chemische Potential ausgeglichen sind. Man stelle sich eine Wissenschaft der Mechanik vor, in der nur senkrecht herunterhängende Pendel behandelt und akzeptiert werden, schön im Gleichgewicht ohne Eigendynamik.
Hieraus wird klar, dass er denkt, Gleichgewichtsprozesse der Gleichgewichtsthermodynamik weisen keine Temperatur- oder Druckunterschiede auf und laufen "innerhalb" von Gleichgewichtszuständen ab. Er leugnet also, dass unterschiedliche Zustände betrachtet werden, und dass die Thermodynamik Druck- und Temperaturunterschiede betrachtet.
Irre, oder?
Andererseits schreibt er in seinem Definitionsversuch in Bezug auf ein thermodynamisches Ungleichgewicht unter 3.1:
Um Ihnen eine Vorstellung zu vermitteln, wie einfach es ist, ein thermodynamisches Ungleichgewicht zu erzeugen und was daraus folgt, möchte ich Sie zu folgendem Gedankenexperiment einladen:
Stellen Sie sich einen Kessel vor, gefüllt mit Druckluft. Im Kessel herrscht ein ausgeglichener Zustand, die Druckluft ist im thermodynamischen Gleichgewicht.
Würde man den Kessel öffnen, so würde die Druckluft ausströmen, weil sich jetzt der hohe Druck im Kessel und der niedrige Druck der Umgebungsluft ausgleichen. Der Druckunterschied führt zu einem Bestreben des Ausgleichs, es entsteht eine Eigendynamik, die ohne weiteren Anstoß agiert und schließlich in einem Gleichgewicht zum Erliegen kommt.
Aha, das ist also ein thermodynamische Ungleichgewicht: Ein Druckkessel, der Luft mit Überdruck bzgl. der Umgebung aufweist.
Hm.
Warum behauptet er dann, dass bei herkömmlichen Wärmekraftmaschinen mit Druckunterschieden keine Ungleichgewichte betrachtet werden?
Das wird wohl sein Geheimnis bleiben.
Dass Schaeffer in seine Denkversuche immer wieder kleine Fehler einbaut, erkennt man an seinen weiteren Ausführungen:
Aber wir verschließen den Auslasshahn ganz schnell wieder, bevor alle Druckluft entwichen ist. Nun schließen wir gedanklich, über ein Verbindungsrohr, einen Druckluftmotor an den Kessel an. Wenn wir jetzt den Auslasshahn öffnen, so strömt die Druckluft aus dem Kessel und treibt den Motor an. Die entstehende Eigendynamik wird jetzt technisch genutzt, und der Motor setzt Bewegungsenergie frei. Seine Dynamik entspringt dem Kesseldruck. Deshalb kommt man leicht zu dem Schluss, „Druckenergie“ würde hier umgesetzt. Aber dem ist nicht so!
Wenn die Druckluft durch den Druckluftmotor strömt, dehnt sie sich aus und kühlt sich dabei ab. Die Wärmeenergie der Druckluft wird in Bewegung des Druckluftmotors umgewandelt. Die Abkühlung der Druckluft entspricht exakt der Arbeitsleistung des Motors. So etwas wie Druckenergie gibt es nicht. Wenn wir die Druckluft nur aus dem Kessel ausströmen lassen ohne einen Motor anzuschließen, würde sie sich nicht abkühlen.
Das ist natürlich Quatsch. Sowohl die aus dem Kessel austretende Luft würde sich abkühlen, genauso wie die im Kessel verbliebene Luft - auch ohne Motor.
Ein Kilogramm Luft enthält bei einer bestimmten Temperatur eine bestimmte Menge innerer Energie, egal ob die Luft unter einem Druck von 1 bar, 10 bar oder 100 bar steht. Ist das nicht erstaunlich?
Das mag für Schaeffer erstaunlich sein.
Für Fachleute ist erstaunlich, dass er daraus schließen will, dass es "so etwas wie Druckenergie nicht gibt". Er verwechselt hier die isotherme Zustandsänderung mit der im Gasmotor stattfindenden adiabatischen Expansion, behauptet irrtümlich, dass ohne Motor die Luft bei Expansion nicht abkühlen würde, und zieht dann so einen Schluss.
Er setzt hierbei außerdem die innere Energie U der betrachteten Luftmasse mit deren Wärmeinhalt gleich und übersieht, dass sich der Wärmeinhalt, also die Enthalpie H der betrachteten Druckluftmasse zusammensetzt aus der inneren Energie U plus dem Produkt aus Druck p x Volumen V.
Also H = U + p·V.
Denkfehler über Denkfehler, wohin man auch blickt ... esoterische Verwirrtheit halt.
