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Ein von Albert Einstein (1879-1955) und seinem ungarischen Kollegen Leo Szilard (1898-1964) entwickelter "Automatischer Beton-Volks-Kühlschrank" wurde von dem vor dem Examen stehenden Physikstudenten Wolfgang Engels zusammen mit den Mechanikern der Werkstätten der Universität Oldenburg nachgebaut. Engels gehört der Arbeitsgruppe "Didaktik und Geschichte der Physik" am Institut für Physik an, die unter der Leitung von Hochschuldozent Dr. Falk Rieß seit Jahren historische Experimente mit Hilfe originalgetreuer Nachbauten durchführt.
Zu Recht wird immer wieder darauf hingewiesen, dass Einstein nicht nur der wahrscheinlich bedeutendste theoretische Physiker des 20. Jahrhunderts war, sondern auch ein erfinderischer Ingenieursgeist. Er sagte selbst: "Der Urquell aller technischen Errungenschaften ist die göttliche Neugier und der Spieltrieb des bastelnden und grübelnden Forschers und nicht minder die konstruktive Phantasie des technischen Erfinders" (1930) und: "Ich habe nie aufgehört, mich mit technischen Dingen zu beschäftigen. Dies war auch für das wissenschaftliche Forschen vorteilhaft" (1930). Weitere Beispiele für sein technisches Interesse sind seine Tätigkeit im Berner Patentamt (1902-1909), seine Experimente zusammen mit Johannes Wander de Haas (1878-1960), seine Gutachten in Patentstreitigkeiten (z.B. zum Kreiselkompass) und seine eigenen Patentanmeldungen.
Die Geschichte des "Einstein-Kühlschranks" beginnt mit einer nicht genau belegbaren Anekdote. Danach las der junge ungarische Privatdozent der Physik Leo Szilard, der sich kurz zuvor in Berlin habilitiert hatte, in einer Zeitung von dem tödlichen Unfall einer ganzen Familie, die einem undicht gewordenen Kühlschrank zum Opfer gefallen war.
Die Idee, einen neuartigen, unfallsicheren Kühlschrank ohne bewegte Teile - also ohne Pumpe, die leckschlagen konnte - zu erfinden, brachte ihn mit Albert Einstein zusammen, der ihn als Teilnehmer des Physikalischen Kolloquiums an der Universität kannte. Im Rahmen dieser Zusammenarbeit entstanden zwischen 1926 und 1928 dreizehn gemeinsame Patentanmeldungen, von denen acht erteilt wurden
Das neue Kühlaggregat sollte folgende Ansprüche erfüllen: ohne Elektrizitätsversorgung auskommen, aus Sicherheitsgründen keine bewegten Teile enthalten und nicht mit einem geschlossenen Kühlmittelkreislauf arbeiten. Die giftige Kühlflüssigkeit sollte vielmehr fortwährend unschädlich für die Bewohner aus dem Wohnbereich entfernt werden. Dafür erdachten Einstein und Szilard zwei mögliche Bau- und Funktionsprinzipien: eine elektromagnetische Pumpe für flüssiges Metall und das Verdampfer/Absorptionsprinzip mit Wasserstrahlpumpe und Alkohol als Kühlflüssigkeit. Beide Prinzipien wurden bis zu Prototypen, im Falle des "Automatischen Beton-Volks-Kühlschranks" der Firma Citogel (Hamburg) sogar bis zu Fertigungsmustern vorangetrieben, die auf der Leipziger Messe 1928 und 1929 ausgestellt wurden.
Bei dem in Oldenburg nachgebauten Kühlschrank erzeugt eine Wasserstrahlpumpe einen Unterdruck im Verdampfer, der eine Absenkung des Siedepunkts der Kühlflüssigkeit bewirkt. Dieser kann bei Verwendung von Aceton - je nach Wirksamkeit der Pumpe - bei bis zu -20°C liegen. Durch Verdunstung sinkt die Temperatur solange, bis der Dampfdruck der Flüssigkeit sich mit dem Umgebungsdruck im Gleichgewicht befindet. Zur Erhöhung der Pumpleistung ist im Gehäuse der Pumpe ein Absorber untergebracht, in dessen Inneren ein feiner Wassernebel das Kühlmittel aus dem Dampf auswäscht, das dann in gelöster Form mit dem Wasser abgeführt wird.
Der Nachbau mit einem Nutzinhalt von ca. 80 Litern wurde auf der nicht sehr zuverlässigen Grundlage der Patentschriften und einer Anzeige mit Bild der Herstellerfirma Citogel angefertigt. Er ist in Beton-Kork-Bauweise ausgeführt und wiegt gut 350 Kilogramm. Mit Aceton als Kühlmittel wird bei einem Verbrauch von 0,1 l/Stunde eine Temperatur des Verdampfers von 0°C erreicht. Die Wasserstrahlpumpe als mechanische Antriebsquelle des Kühlvorgangs benötigt zum Betrieb je nach Kühlleistung bis zu 300 l Wasser/Stunde.
Bei dem Nachbau traten einige Schwierigkeiten auf, wie z. B. bei der Umsetzung des physikalischen Kühlprinzips in ein funktionierendes technisches Gerät und vor allem bei der präzisen Gestaltung des Verdampfers, des Absorbers und der Pumpe. Alle Probleme wurden in enger Zusammenarbeit der beteiligten Wissenschaftler der Arbeitsgruppe "Didaktik und Geschichte der Physik" und den Mitarbeitern der mechanischen Werkstätten der Universität erfolgreich gelöst.
Kontakt: HD Dr. Falk Riess, Tel.: 0441/798-3540, E-Mail: falk.riess@uni-oldenburg.de, Wolfgang Engels Tel.: 0441/798-3537, E-Mail: wolfgang.engels@mail.uni-oldenburg.de
http://www.uni-oldenburg.de/histodid/index.htm
Historische Skizze von Einsteins Kühlschrank
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Nachbau von Einsteins Kühlschrank mit Wolfgang Engels (links) und Dr. Falk Riess
Peter Duddek
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Criteria of this press release:
Electrical engineering, Energy, Mathematics, Mechanical engineering, Physics / astronomy, Social studies, Teaching / education
transregional, national
Transfer of Science or Research
German
Historische Skizze von Einsteins Kühlschrank
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Nachbau von Einsteins Kühlschrank mit Wolfgang Engels (links) und Dr. Falk Riess
Peter Duddek
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