Blog Ekkehard Friebe

Es folgt jetzt in dieser Fortsetzungsreihe der  Abschnitt 33  der Dissertation von Dr. Reinhard Schlögl.

Kapitel 3: GEGENWART, Unterabschnitt: 3.8.2 FALLSTUDIE GOTTHARD BARTH, (Fortsetzung).

Zitat:

3.8.2.2 Barth als Wissenschafts-Kritiker

1) Barth und die Wärmetheorie: 
Bereits als junger Student hatte Barth eine Stelle in der klassischen Wärmetheorie ent­deckt, die er für falsch hielt und er fand schliesslich unter anderem auch Zustimmung bezüglich seiner Kritik bei dem bedeutenden Dampfturbinenbauer Univ. Prof. Franz Lösel an der Technischen Hochschule in Wien. Barth „Aber weiter ging es nicht… Lösel war Praktiker, der für die Theorie im Grunde weniger übrig hatte.“

Über die Art seiner Wissenschaftskritik sagt Barth: „Meine Kritik war immer grundlegend – weit ab von der Schulmeinung. Zwangsläufig lehnen die meisten Fach­leute dasjenige ab, was der Lehrmeinung widerspricht. So kommt man in die Rolle des Aussenseiters. Lösel war aber eine Ausnahme, da er mir nach genauer Überprüfung meiner Rechung recht gegeben hatte.“ Im Verlauf von mehr als 40 Jahren hat Barth verschiedene Bereiche der klassischen mechanischen Wärmetheorie kritisch durchleuchtet und im Sinne seiner energetischen Wärmetheorie entwickelt.

Zunächst zur Kritik: „Nach der falschen Formel für den Wir­kungsgrad für Wärmekraftmaschinen mit absoluten Temperaturen, die Clausius aus dem von ihm aufgestellten Kreisprozess ableitete, wird ausgeschlossen, dass Wärme­energie vollständig in andere Energieformen umgewandelt werden kann. Wärmeenergie ist demnach minderwertig.“ Diese „Minderwertigkeit“ der Energieform Wärme wollte Barth also schon in jungen Jahren nicht wahrhaben. Jedoch erst 1975 fasste er sowohl Kritik als auch Alternativen in seinem Buch „Die energetische Wärmetheorie und ihre Bedeutung für die Wärmekraftmaschinen“ [Anmerkung 230: G. Barth (1975): „Energetische Wärmetheorie…“, Hessendorf, erschienen in Barths eigenem Verlag „Wissen im Werden“] zusammen. Barth beruft sich zunächst auf Joseph Black und Sadi Carnot, wonach die Wärmeenergie eine Energieform wie jede andere ist. Dies entspräche auch der Entdeckung von Robert Mayer aus dem Jahr 1842. Barth: „Bei technischen Maschinen sind für den Wirkungsgrad selbstverständlich nur wirkliche, das heisst relative Temperaturen bestimmend aber nicht ein mathematisch bestimmter, in der Wirklichkeit der Natur irrealer „absoluter Nullpunkt“. Tatsächlich wurde ja die Formel für den Wirkungsgrad von Wärmekraftmaschinen mit relativen Temperaturen schon von Carnot im Jahr 1824 aufgestellt. Barths Kritik lautet: „Der Dogmatismus der falschen, der Clausius’schen Theorie verhindert jede ernsthafte For­schung zur Entwicklung neuartiger Wärmekraftmaschinen.“ Barth argumentiert, dass es durchaus in der Praxis der Fall sein kann, dass der von Clausius „erlaubte“ niedrige Wirkungsgrad überschritten wird – zum Beispiel durch ein von Lösel 1942 konstruier­tes Dampfturbinentriebwerk, aber auch die Umsetzung von Verbrennungsenergie im lebenden Organismus sei so ein Beispiel.

Barth bietet als Alternative zu gegenwärtigen Maßsystemen seine „energetische Temperaturskala“ an [Anmerkung 231: Barth steht hier in der Tradition Daltons, Kelvins, K. Schrebers (1898) und R. Planks. Vgl. „Die Logarithmische Skala“ in der Zeitschrift Forschung, 11/12, 1933, 4.Band, Heft 6, S.262ff; sowie Wissen im Werden, 11/1975, S.4]: Dieser Alternative liegt die Idee zugrunde, dass es sich bei der Wärme nicht so verhält, wie etwa beim Magnetismus oder bei der Elektrizität, wo einander entgegengesetzte Polaritäten gegenüberstehen. Bei der Wärme gibt es nach Barth kein „absolut Kaltes“, wie es ja auch kein „absolut Warmes“ gibt. Wichtig sind ja (auch nach Carnot) lediglich die Potentialdifferenzen, nicht die absoluten Werte: „Nach meiner energetischen Temperaturskala wird für ein ideales Gas einer perzentuell gleichbleibenden Volumsänderung um 1/273, das ist um 0.36%, je ein Temperatur­schritt zugeordnet. Die energetische Temperaturskala reicht somit von plus unendlich bis minus unendlich.“ Der Nullpunkt ist dem Nullpunkt der Celsiusskala gleichgesetzt. Eine solche Temperaturskala, die den Temperaturschritten eine geometrische Reihe der Gasvolumina zuordnet, hatten (wie erwähnt) zuvor schon Dalton und Kelvin er­wogen, dann 1898 K. Schreber. Der bekannte Kältefachmann Rudolf Plank, Karlsruhe, veröffentlichte 1933 in der Zeitschrift Forschung, 4.Band, Heft 6 „Die logarithmische Temperaturskala“. Dazu Barth: „Man erkennt vor allem, dass der thermische Wir­kungsgrad eines Carnot-Prozesses von der Temperaturdifferenz zwischen der warmen und der kalten Quelle abhängt; die absolute Höhe der Temperatur hat dabei gar keinen Einfluß.“

In der Vorstellung Barths gibt es also keinen „absoluten Nullpunkt“. [Anmerkung 232: Vgl. ib S.3, 13 und G. Barth. „Wirkungsgrad und absolute Temperatur“, Wissen im Werden 11/1975, S.4] Sodann kriti­siert Barth die falsche Berechnung des mechanischen Wärmeäquivalentes durch Robert Mayer: „Ich war aufs höchste erstaunt, als ich diesen geradezu unglaublichen Fehler entdeckte. Doch nicht minder war mein Erstaunen, als ich feststellen musste, dass 18 Jahre vor Mayer Carnot die gleiche Rechnung durchgeführt hatte. Carnot aber hat den Innendruck (die „elastische Kraft“ der eingeschlossenen Luft) nicht vergessen.“ Dass Clausius ausserdem (entgegen der Potentialtheorie) aus einem geschlossenen Kreisprozess Arbeit gewinnen sollte, wie dies aus dessen Theorie resultiert, dass also in der Theorie von Clausius sozusagen ein perpetuum mobile möglich sein sollte, das bezeich­net Barth als „groben physikalischen Unsinn“. [Anmerkung 233: G. Barth. „Wirkungsgrad und absolute Temperatur“, Wissen im Werden 11/1975, S.6] Dass warme Körper „von selbst“ kälter werden sollten, wie man das nach Clausius in den Lehrbüchern lesen kann, das ist nach Barth einer der grundlegendsten Fehler der mechanischen Wärmetheorie. Zu einem Potentialausgleich der Temperatur kann es nur kommen, wenn mindestens 2 Körper vorhanden sind: „Zwei Körper wirken aufeinander, bis sie einander gleich ge­worden sind. Das ist das allgemeinste Naturgesetz“. [Anmerkung 234: G. Barth. „Wirkungsgrad und absolute Temperatur“, Wissen im Werden 11/1975, S.9] „Wo keine Potentialdifferenz gegeben ist, ist auch bei der Wärme keine Energie gegeben.“ [Anmerkung 235: G. Barth. „Wirkungsgrad und absolute Temperatur“, Wissen im Werden 11/1975, S.23] Barth kritisiert bei der Theorie von Clausius weiter, sie hätte unkritisch aus der Mechanik die Formel für die Arbeit (Arbeit = Kraft x Weg) übernommen. Kraft ist analog dem Druck des Gases, Weg ist analog der Volumsänderung dV, die Verschiebung eines Kolbens in einem Zylinder ist: A = p.dV

„Da Clausius nur in Formeln denkt, wie jeder echte mathematische Physiker, übersieht er, dass die Kraft, der Druck des Gases, nur im Spezialfall konstant ist. Verwendet man die richtige, vollständige Formel nach Leibniz, wie Barth vorschlägt, und zwar dE = p.dV + V.dp , dann ist die geleistete Arbeit gleich der verbrauchten Arbeit, wie es bei einem Kreisprozess nicht anders sein kann.“ Der Kreisprozess von Clausius, meint Barth, sei ein rein mathematischer Vorgang, der sich auch nicht annähernd in die physikalische Wirklichkeit umsetzen lässt. Eine Kontrolle durch das Experiment sei ausgeschlossen. [Anmerkung 236: G. Barth. „Wirkungsgrad und absolute Temperatur“, Wissen im Werden 11/1975, vgl. S. 28f]

„Als junger Student mit neunzehn Jahren habe ich zum ersten mal diesen Kreispro­zess in den Vorlesungen gehört und nicht verstanden. Ich wart so unbescheiden, die Schuld dieses Mangels nicht bei mir zu suchen.“ Wie bereits ausgeführt, gab ihm Prof. Lösel seinerzeit recht und nahm die Kritik Barths zum Anlass, ihn zu intensiverem Studium an seinem Institut aufzufordern.

(Zitatende, Fortsetzung folgt)

Beste Grüße Ekkehard Friebe