Der Geek-Atlas (German Edition)

800-Kilovolt-Blitz vorgeführt.
    Der Museumsraum mit den Brücken enthält eine Hängebrücke in Originalgröße, die man überqueren kann, sowie zahlreiche Exponate
     zum Brückenbau.
    Der Computerbereich zeigt den ersten programmierbaren Computer, den Zuse Z3. Der Computer wurde ursprünglich im Jahr 1941
     gebaut und ging zwischenzeitlich verloren, als die Berliner Wohnung des Erfinders bei Bombardements der Alliierten zerstört
     wurde. Eine Replika der Maschine wurde in den 1960ern gebaut und ist heute im Museum ausgestellt. Der Kern des Computers besteht
     aus 2000 Relays, die mathematische Berechungen binär ausführen können. Programmiert wurde die Maschine über Lochstreifen.
     Der Speicher der Z3 konnte nur 64 Worte zu je 22 Bit fassen. Das ist nicht einmal genug Speicher für diesen Satz, reichte
     aber aus, um statistische Berechnungen für die Nazis durchzuführen.
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    Der Diesel-Prozess und das Planimeter
    Kein deutsches Technikmuseum wäre ohne den Dieselmotor vollständig. Das Deutsche Museum besitzt eine große Sammlung von Dieselmotoren,
     darunter den ersten von Rudolf Diesel gebauten Motor aus dem Jahr 1897. Die amerikanischen Rechte zum Bau von Dieselmotoren
     sicherte sich fast umgehend Adolphus Busch (einer der Mitgründer der Brauerei Anheuser-Busch), der in den USA ein Unternehmen
     für Dieselmotoren gründete. Die anhaltende Popularität des Dieselmotors liegt in seiner Einfachheit und in seiner hohen Effektivität
     begründet.
    Ein Dieselmotor besteht aus einem Kolben in einem Zylinder. Wenn sich der Kolben am Boden des Zylinders befindet, wird der
     Zylinder mit Luft gefüllt. Der Kolben bewegt sich dann im Zylinder nach oben, wodurch die Luft komprimiert und dadurch erhitzt
     wird. (Charles Gesetz der Thermodynamik besagt, dass das Verhältnis von Volumen zu Temperatur konstant ist. Während sich der
     Kolben nach oben bewegt, verringert sich das Volumen im Zylinder, wodurch sich wiederum die Lufttemperatur erhöht.) Oben im
     Zylinder wird dann Dieselkraftstoff in kleinen Tropfen direkt in die heiße Luft gespritzt. Die Lufttemperatur (über 700°C)
     ist höher als die Temperatur, bei der Diesel verbrennt. Dadurch kommt es zu einer kleinen Explosion, die den Kolben nach unten
     treibt und Leistung erzeugt. Abschließend werden die heiße Luft und die Gase aus dem Zylinder abgeleitet.
    Dieser Prozess der Komprimierung von Luft, des Verbrennens von Diesel (das den Kolben nach unten drückt) und der Ableitung
     der heißen Gase ist als Diesel-Prozess bekannt. Der Diesel-Prozess kann in einem Diagramm, das Druck und Volumen des Zylinders
     während der vier Phasen des Prozesses darstellt, visualisiert werden. Der Druck im Zylinder wird gemessen, das Volumen des
     Zylinders ist durch die Position des Kolbens bekannt.
    Das resultierende PV-Diagramm (P für Druck (Pressure), V für Volumen) in Abbildung 19.1 kann verwendet werden, um die Leistung des Motors zu berechnen.
    In Abbildung 19.1 entspricht die Linie AB dem Kolben, der die Luft im Zylinder komprimiert. Dadurch werden sowohl die Temperatur als auch der
     Druck erhöht. Bei der Linie BC bleibt der Druck gleich, das Volumen steigt jedoch (während sich der Kolben bewegt und der
     zugeführte Diesel entzündet wird). CD ist der »Arbeitshub oder Arbeitstakt«, wenn der Kolben durch das Verbrennen des Diesels
     nach unten gezwungen wird und Leistung erzeugt. Der Motor kehrt über DA in seinen Ausgangszustand zurück, in dem sich der
     Kolben nicht länger bewegt und die verbliebenen heißen Gase über den Auspuff abgeleitet werden.
    Abbildung 19.1 Ein PV-Diagramm
    Die Leistung des Motors kann aus dem PV-Diagramm berechnet werden. Dazu misst man die durch den Graphen definierte Fläche.
     Die Leistung wird ermittelt, indem man den Druck im Bezug auf das Volumen integriert: Bei einer geschlossenen Form ist das
     Integral einfach die Fläche. Vor der Einführung elektronischer Systeme wurde die Fläche des geschlossenen Graphen mit einem
     mechanischen Gerät namens Planimeter berechnet, das in manchen Fällen auch heute noch eingesetzt wird.
    Das Planimeter wurde 1854 vom Schweizer Mathematiker Jakob Amsler entwickelt. Es besteht aus zwei Stangen, die über ein Scharnier
     miteinander verbunden sind. Das Ende der einen Stange wird am Diagramm (oder Tisch) befestigt, und das Ende der anderen wird
     an der Kontur des Graphen entlang geführt. Dieses zweite Ende besitzt ein kleines Rad, das die zurückgelegte Distanz misst
     (und