Lebendige Physik

Physik im alltäglichen Leben

Viele Menschen schrecken vor physikalischen oder chemischen Erläuterungen oft zurück. Allerdings sind die Physik, Chemie und Biologie lediglich passable Hilfsmittel,  um gewöhnliche, ja ganz alltägliche Vorgänge möglichst vereinfacht zu beschreiben. Denn bei genauer Betrachtung sind selbst gewöhnliche reale Vorgänge tatsächlich von komplexer Natur. Die „Vereinfachungsmodelle“ der Physik, Chemie oder Biologie machen es möglich, komplexe Zusammenhänge uns Menschen einigermaßen verständlich und übersichtlich  nahe zu bringen. Erst im nächsten Schritt werden unter Zuhilfenahme dieser Gesetzmäßigkeiten, Rückschlüsse für neue Erkenntnisse gezogen. Dieser zweite Schritt ist allerdings meist die Aufgabe von Ingenieuren, um Produkte bzw. Lösungen zielgerichtet zu entwickeln, verbessern oder zu optimieren.

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Der ersten Hauptsatz der Physik – tatsächlich ist es der erste Hauptsatz der Thermodynamik – ist vielen Menschen meist geläufig: „In einem abgeschlossenen System bleibt die (innere) Energie konstant.“ Daraus ergibt sich, dass nur durch Zufuhr oder Abfuhr von Arbeit oder Wärme über die Grenzen eines Systems, das Nineau der inneren Energie geändert werden kann.

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik ist jedoch kaum bekannt. Dieser besagt: „Die Umwandlung von Energie, z.B. Wärme in mechanische Energie oder potentielle Energie (Höhenenergie) in kinetische Energie (Geschwindigkeitsenergie) ist nicht beliebig möglich und mit Verlusten verbunden.“

Streben nach Unordnung

In unserem alltäglichen Leben zeigt sich der zweite Hauptsatz der Thermodynamik sehr viel anschaulicher als der erste Hauptsatz. Denn der zweite Hauptsatz besagt auch, dass ein System ohne Zufuhr von Arbeit den irreversiblen Zustand der Unordnung anstrebt. Angenommen du bist stolz, am Wochenende deine Wohnung fein säuberlich aufgeräumt zu haben. Eine Woche später bist du bereits enttäuscht, dass Vieles in deiner Wohnung bereits wieder in Unordnung geraten ist, ohne bewußt Unordnung geschaffen zu haben. Nur durch Aufbringen von Arbeit kannst du in deiner Wohnung wieder Ordnung schaffen. Nichts anderes besagt der zweite Hauptsatz der Thermodynamik.

Entropie – Verluste immer und überall

Zurück zur Physik – aus dem zweiten Haupsatz leitet sich der Begriff der Entropie ab. Demzufolge bleibt in einem geschlossenen System im bestmöglichen Fall die Entropie konstant, in der Regel jedoch nimmt die Entropie zu. Ebenso nimmt in der Regel die Unordnung zu und lediglich im besten Fall bleibt die Ordnung annähernd gleich. Dazu ein Beispiel – ein Behälter ist durch ein Membran in zwei Hälften getrennt. In der ersten Hälfte befindet sich Luft und in der zweiten Hälfte 100%iger Sauerstoff. Zieht man nun das Membran aus dem Behälter, wird bereits nach kurzer Zeit der 100%ige Sauerstoff nicht mehr getrennt verfügbar sein.  Der Sauerstoff hat sich mit der Luft ohne äußeres Zutun vermischt. Die Entropie ist zudem ein Maß für Reibungsverluste, die bei der Umsetzung von Arbeit entstehen. Reibungsverlust ist Wärme, die nicht weiter nutzbar ist. Diese Form der Wärme kann nicht wieder in Arbeit zurückgewandelt werden. Dies ist sicher auch dir geläufig beim Ordnung schaffen in der Wohnung. Es wird dir zwar warm aber an Höhe oder Geschwindigkeit hast du nichts gewonnen.

Dr. Harald Klein

Aufklärung

Arzklamm
Macht der Social Media Internet Giganten

Die Rede von Sacha Baron Cohen anlässlich seiner Auszeichnung mit dem International Leadership Award am 21. November 2019 durch die Anti-Defamation League verdeutlich anschaulich, die Bedeutung und kaum zu unterschätzende Relevanz von Aufklärung über die Macht der Social Media Internet Giganten.

Plädoyer von Sacha Baron Cohen

Vom Guardian News veröffentlichte Zusammenfassung der Rede von Sacha Baron Cohen:

Sacha Baron Cohen deckt eindrucksvoll auf, dass unsere Welt zunehmenden von den großen Social Media Konzernen, wie Facebook Inc., Google LLC (Holding Alphabet Inc.), YouTube (Tochter der Google LLC), Twitter Inc. und Co. regiert wird und nicht mehr, wie man vermuten möchte, von demokratisch frei gewählten Regierungen. Die Gefahren, welche von dieser Macht ausgehen, erfordern uneingeschränkte Aufklärung und Selbstdisziplin. Zudem richten Cohen einen eindrucksvollen Appell an Facebook und Co. nach einem verantwortungsvollen Umgang mit der durch ihre Plattformen initiierten Macht und nicht zur Propaganda-Maschinerie für Diskriminierung, Gewalt, Verleumdung, Hass und Demagogie zu verkommen. Baron Cohen sagt: „Freedom of speech is not freedom of reach“.

Plädoyer von Sacha Baron Cohen ungeschnitten

Die ungeschnitte vollständige Rede ist es ebenso wert anzuhören:

Wer die Rede von Sacha Baron Cohen lieber selbst lesen möchte, kann auch das vollständige Transcript einsehen Transcript zur Rede von Sacha Baron Cohen – ADL International Leadership Award 21.11.2019.

Dr. Harald Klein

Sicherheit auf Skitouren

Tipps zur Sicherheit auf Skitouren – Einstieg für anfänger und Auffrischung für Fortgeschrittene

Seit mehr als 35 Jahren genieße ich das Skibergsteigen in magisch tief verschneiten Winterlandschaften oder auf den – zwischenzeitlich erheblich reduzierten – von der Frühlingssonne anmutig erstrahlten Gletscherflächen. Und doch werd‘ ich jedes Jahr auf’s Neue überrascht, mein Wissen zu den grundlegenden Sicherheitsvorkehrungen aus dem sommerlichen Schlummerschlaf hervorzuholen.

Lawinenlageberichte

Ja, da gibt’s die lokalen Lawinenlageberichte (LLB), die man im besten Fall kontinuierlich über die gesamte Zeitspanne mit Schneefällen in den Alpen verfolgen sollte – in der Regel von Anfang November bis Mai. Die Services-Webpage des DAV gibt unter Lawinenlagebericht ein Übersicht zu allen Lawinenwarndiensten im Alpenraum. Bei meinen Unternehmungen sind in der Regel die LLB für Deutschland und Tirol von Bedeutung:

Wind der Baumeister von Lawinen

Zur Erinnerung, der Wind ist der Baumeister von Lawinen! Infolge von Schneeverfrachtungen entstehen für Skitourengeher die gefährlichen, weil in sich gebunden und unter Vorspannung stehenden Schneebretter. Meist bedarf es nur einer kleinen zusätzlichen Belastung, die eine Schneebrettlawine auslösen und schlagartig die gesamten Schneemassen eines auf uns so anziehend wirkenden Schneehangs in Bewegung setzen kann.

DAV-SnowCard

Die DAV-SnowCard ist ein einfaches und probates Instrument zur Risikoeinschätzung für die Tourenplanung und auch Entscheidungshilfe für Verhaltensmaßnahmen im Gelände. Als Lektüre zur DAV-SnowCrad sei der sehr gute Beitrag von Wolfgang Behr und Jan Mersch im DAV Panorama 6/2018 empfohlen DAV-SnowCard und DAV-Lawinen-Mantra.

Kurse

Zudem bieten die DAV Sektionen alljährlich Skitourenkurse, Lawinenkurse und LVS-Kurse für Einsteiger sowie Fortgeschrittene Tourengeher an. Solche Kurse werden auch von kleineren Sektion veranstalten. Gerne verweise ich auf das Kursprogramm der Sektion des Universitätssportclubs München, der ich bereits seit langem sehr gern angehör‘.

Ausrüstung

Was die Ausrüstung betrifft, so gibt die Kaufberatung vom Globetrotter einen guten Überblick für Skitouren-Einsteiger für die Zusammenstellung einer geeigneten Skitourenausrüstung Tipps für Skitourenausrüstung. Folgende nützlichen Utensilien sind nicht offensichtlich auf jeder Ausrüstungsliste für Skitouren und möchte ich deshalb explizit aufführen:

    • Tachenmesser oder Multitool
    • Streichhölzer und Kerze
    • Trillerpfeife und Handspiegel für Notsignal
    • Stirnlampe
    • Toilettenpapier
    • Reepschnur
    • Schuhbandl
    • Klebeband
    • Kabelbinder
    • Fernglas

Und ja, seit mehr als 35 Jahren sind in meinem Rucksack immer dabei:

    • Erste Hilfe-Set
    • Rettungsdecke
    • Biwacksack für zwei Personen
Nutzung Eispickel und Steigeisen

Für Fortgeschritte möchte ich ergänzend auf folgende sehr guten Darstellungen zur Nutzung des Eispickels und von Steigeisen bei Hochtouren hinweisen:

Nun wünsch‘ ich uns allen naturbelassene, erlebnisreiche und sichere Skitouren, von denen wir alle immer gesund nach Hause zurück kommen mögen.

Dr. Harald Klein

Geistreich

Oft stellt sich mir dieser Tage die Frage, nach Sinn und Zweck jede Trivialität kommentieren zu müssen. Die nicht wenig nützliche Idee des Kabarettisten Dieter Nuhr: „Einführung eines Pflichtobolus von € 1,50 für jeden Kommentar“ würde mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit die Anzahl der Kommentare schlagartig reduzieren und damit auch die Energieaufwände zur Speicherung dieser Kommentare. Alternativ könnte man diese Einnahmen zur Kompensation der durch das Speichern der Kommentare bis zum Sankt-Nimmerleins-Tag und dem Klima schädlichen Gase nutzen.

Zudem bietet sich ein Mengenaufpreis von € 0,50 ab dem dritten Kommentar zum selben Thema an.

Womöglich zieht mein Beitrag manchen Ärger an. Allerdings dies los zu werden, ist mir seit langem ein wertes Anliegen. Übrigens für diesen meinen Beitrag würde ich gern € 1,50 investieren. Nix für Ungut!

Dr. Harald Klein

Bewusstseinsänderung

CO2-Bilanz von Antriebsmotoren

Eine holistische Studie von Christoph Buchal, Hans-Dieter Karl und Hans-Werner Sinn bezieht nun den gesamte Lebenszyklus von E-Autos und klassischen Verbrennungsmotoren in die CO2-Bilanz ein, siehe sd-2019-08-sinn-karl-buchal-motoren-2019-04-25. Ein Artikel im Business Insider „E-Autos schaden der Umwelt mehr als Diesel, sagen Wissenschaftler“ gibt zu der genannten Studie ergänzend einen Überblick.

Öko-Lifestyle Reinwaschmodell

Möglicherweise entwickelt sich allmählich ein Bewusstsein zu dem mit Halbwahrheiten besetzten Mode-Begriff „E-Auto“ und die Befreiung von der Prophezeiung, dass das E-Auto das Allheilmittel zur CO2-Reduktion im individuellen Straßenverkehr sei. Sicher ist in Ballungszentren das E-Auto im Carsharing neben dem Ausbau des ÖPNV und der Radwege eine sinnvolle Ergänzung zu einem verbesserten Stadtklima. Allerdings ist es äußerst fragwürdig, wenn die Anschaffung eines zusätzlichen privaten E-Autos als Drittfahrzeug für Stadtfahrten zum Öko-Lifestyle Reinwaschmodell verkommt! Deutlich zielführender ist die Frage:

Verbesserung der Persönlichen CO2-Bilanz

Tatsächlich lassen sich die persönlichen Beiträge je nach Verhältnismäßigkeit und individueller Fähigkeit recht einfach umsetzen. Nachfolgend ein paar einfach umsetzbare Anregungen:

    • Wie hole ich meine Semmeln vom Bäcker?
    • Muss ich zwingend jeden Lift bzw. jede Rolltreppe nutzen?
    • Kann ich versuchen, ein defektes Geräte zu reparieren oder reparieren zu lassen anstatt dieses zu entsorgen und dafür ein neues Gerät anzuschaffen?
    • Bewußt die Notwendigkeit einer Anschaffungen hinterfragen, kaufe ich einen Artikel gerade aus einer Laune heraus etwa weil dieser günstig angeboten wird!
    • Wie sieht meine Urlaubsplanung aus?
    • Müssen alle meine Fotos bist zum Sankt-Nimmerleins-Tag in der Cloud abgelegt sein?

Hier sind der persönlichen Kreativität Tür und Tor geöffnet. Auch wenn manche Beispiele lediglich einen geringen Beitrag liefern, in der geistige Haltung ist der Erfolg durch die Summe jeder einzelnen Maßnahme begründet.

Dr. Harald Klein

Disrupt Reality

Wahrheit, Manipulation und Täuschung

Die Entzerrung von Wahrheit, Manipulation und Täuschung beschäftigt die Menschheit von jeher. Waren es in frühen Zeiten die fehlenden Möglichkeiten und Mittel den Wahrheitsgehalt zu überprüfen, so glaubte man mit fortschreitender Technologie, der Wahrheit auf den Grund gehen zu können. Dies erwies sich allerdings schon immer als Irrglaube, denn der Einzug neuer Technologien bietet ebenso verbesserte Möglichkeiten zur Manipulation und Täuschung der Realität. Dies steht eins zu eins in Analogie zum Doping im Sport. Auch hier erlaubt der technologische Fortschritt zwar eine verfeinerte Überprüfung der Athleten, führt jedoch zu mehr Möglichkeiten versteckter Manipulationen. Das wird aus bisheriger Erfahrung auch zukünftig ein endloses Rennen bleiben. Demzufolge verstehen sich „Disrupt Reality“ oder „Fake News“ als gedopte Wirklichkeit.

Persönliche Wahrnehmung

Allerdings unterliegt auch die persönliche Wahrnehmung einer individuellen Täuschung. Die Vermutung liegt nah, dass die persönliche Wahrnehmung der unverfälschten Wirklichkeit als Wahrheit verstanden werden kann. Jedoch ist dies nichts anderes als die persönliche Interpretation der für wahr genommenen Wirklichkeit! Sich der Täuschung der persönlichen Wahrnehmung zu entziehen, erfordert einen inneren Prozess zur steten Überprüfung der persönlichen Urteilsbildung.

Scheinbare Realität

Nichtsdestotrotz stellt sich die Frage, wie man scheinbare Realitäten als solche erkennen, enttarnen und sich der Täuschung entziehen kann. Mehr denn je ist ein gesunder Menschenverstand gefragt, der nach rationalen Gesichtspunkten sowohl Quelle als auch Inhalt der angeblich dargebotenen Realität gezielt hinterfragt. In diesem Zusammenhang sei auf Ortwin Renn verwiesen, der in seinem Buch „Das Risikoparadox – Warum wir uns vor dem Falschen fürchten“ Hinweise zur Urteilsbildung in komplexen Risikosituationen gibt. „Das Bewusstsein über die eigenen Mechanismen der Urteilsbildung“, „eine gezielte und ausgewogene Informationsaufnahme“, „Vorsicht walten lassen, wenn mit dem Brustton der Überzeugung angeblich wissenschaftlich bewiesene Tatsachen präsentiert werden“, „Einordnung, in welchem Verhältnis die dargebotene Information zu bisherigen Erkenntnissen steht“ und „ein gesundes Maß an Skepsis“ sind zumindest ein guter Ansatz, um auch scheinbare Realitäten als Täuschung zu enttarnen. Ebenso wie beim Doping wird man sich der Manipulation und Täuschung von Realitäten trotz alledem kaum entziehen können.

Dr. Harald Klein