Energie Sonne

Sunny900 · Gast

Meine Frage:
Wie kann man sich physikalisch/mathematisch die Entstehung von Energie in der Sonne erklären. Es müsste doch eine Gleichung geben, mit der man da argumentieren kann.

Meine Ideen:
Entweder E=mc² oder E²=(pc)²+(mc²)²

Mit welcher Formel sollte man argumentieren?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21598

Letztere; erstere ist nur ein Spezialfall für p=0.

Sunny900 · Gast

Man kann sagen, dass bei der Fusion Energie in Masse umgewandelt wird gemäß E²=(pc)²+(mc²)².

E=mc² gilt lediglich für die Ruheenergie.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21598

Das ist etwas unpräzise, du müsstest dir mal die Kinematik eines konkreten Fusionsprozesses anschauen.

Sunny900 · Gast

OK. Doch die physikalische Formel/Beziehung, die hinter dem Fusionsprozess dahinter steckt ist E²=(pc)²+(mc²)².
E²=(pc)²+(mc²)² beschreibt die Gesamtenergie in Abhängigkeit der kinetischen Energie und der Ruheenergie. E=mc² beschreibt nur die Ruheenergie.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21598

Ja, die Formel wird verwendet, aber sie alleine erklärt nichts.

Zunächst mal ist die kinetische Energie der beiden Atomkerne vor der Fusion nur deswegen überhaupt relevant, weil die Coulombabstoßung überwunden werden muss. Gäbe es diese nicht, könnte man z.B. zwei ruhende Protonen nebeneinandersetzen und sie würden über die starke Kernkraft zu Deuterium (plus Elektron plus Neutrino) fusionieren. Ähnlich könnten zwei He-3 Kerne zu He-4 (plus zwei Protonen) fusionieren. Die entstehenden Kern sind stärker gebunden, haben also einen größeren Massendefekt. Die bei der Fusion freiwerdende Energie wird dabei in Form kinetischer Energie frei, die kinetische Energie vor der Fusion spielt nur eine untergeordnete Rolle.

Betrachtet man rein die Bilanz der Ruhemassen, so kann man umgekehrt sagen, dass bei der Fusion Masse in Energie verwandelt wird.

Sunny900 · Gast

Man kann sagen, dass der bei der Proton-Proton-Reaktion entstehende Heliumkern eine geringere Masse aufweist als die vier Protonen, aus denen er über Zwischenschritte entstanden ist. Dabei wird kinetische Energie und Gammastrahlung gemäß der oben genannten Formel frei.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21598

Genau; davon kannst du dich durch Betrachtung der Teilchenmassen direkt überzeugen.