E=mc²

raappel · Anmeldungsdatum: 06.07.2018 Beiträge: 2

Meine Frage:
Also ich versuche E=mc2 zu verstehen und stehe for folgendem problem.

Eine Tafel Schokolade (100g) hat 2'275 Kilojoule = 2'275'000 Joule

Mit E = mc2 ergiebt sich jedeoch ein anderes Ergebnis:

E = 0.1 x (300'000 x 300'000) = 9'000'000'000 Joule

Was verstehe ich hier nicht?

Meine Ideen:
...

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7466

Willkommen im Physikerboard!

Die Energie ist sogar noch höher, denn c=300'000'000 m/s. Es ist aber etwas anders gemeint:

Wenn Du sämtliche Atomkerne der Schokolade vollständig in Protonen und Neutronen aufspalten könntest, würden die einzelnen Spaltprodukte zusammen weniger als 100g wiegen. Der kleine Unterschied (heißt Massendefekt) wird in Energie umgewandelt.

Um 100 Gramm als Massendefekt zusammenzubekommen, brauchst Du also etwas mehr Schokolade.

Die Kilojoule, die auf der Packung stehen, bezeichnen den physiologischen Brennwert. Da unser Körper seine Energie aber nicht aus Kernspaltung bezieht, ist dieser Wert deutlich geringer.

Viele Grüße
Steffen

raappel · Anmeldungsdatum: 06.07.2018 Beiträge: 2

Danke fuer die Antwort! Das habe ich mir auch so gedacht smile

Das Ergebnis der Gleichung bezieht sich somit immer auf die Energie die frei gesetzt werden koennte durch die Spaltung der Atome. Ist das korrekt?

Nun ist aber die Energie der Kernfusion hoeher als die der Kernspaltung. Wie passt dies den hier rein?

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 6202

Die Summe der Massen der einzelnen Protonen und Neutronen ist immer etwas grösser (Grössenordnung 1%) als die der Kerne. Zum Auftrennen muss man ja Energie zuführen. Aber: die Bindungsenergie pro Nukleon ist bei leichten Kernen und ganz schweren Kernen kleiner als bei mittelschweren Kernen - vgl. das Diagramm in diesem Abschnitt. Bei der Spaltung von schweren Kernen und der Fusion von leichten Kernen wird deshalb Energie frei.

Bei der Energie der Schokolade geht es auch um Bindungsenergie, aber nicht die der Atomkerne, sondern die der chemischen Bindungen (Bindung der Atome zu Molekülen). Wenn man ganz genau messen könnte, würden die Produkte nach der „Verbrennung“ der Schokolade im Körper etwas leichter sein als die ursprüngliche Schokolade, auch gemäss der Formel E=mc^2.

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7466

Spaltung oder Fusion, das liegt natürlich an den Ausgangselementen. Wenn Du Wasserstoff zu Helium fusionierst, bekommst Du deutlich mehr Energie als wenn Du Uran spaltest. Das liegt an der sehr unterschiedlichen Bindungsenergie der einzelnen Elemente.

So betrachtet sollte man die Schokolade, die ja wohl hauptsächlich aus Kohlenstoff und Wasserstoff besteht, eher als Fusionsreaktor betreiben und zu Eisen verschmelzen. Augenzwinkern

Myon · Anmeldungsdatum: 04.12.2013 Beiträge: 6202

Nur mal als Vergleich: die entstehenden Produkte nach der Verbrennung der Schokolade sind, wenn man gemäss E=mc^2 umrechnet, etwa 2.5*10^-8 g leichter als die ursprüngliche Schokolade. Das liegt einfach daran, dass die Energien der Bindungen zwischen den Atomen um mehrere Grössenordungen kleiner sind als die der Bindungen zwischen den Nukleonen.