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Manfred020101
Gast
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 Manfred020101 Verfasst am: 10. Jan 2015 09:54 Titel: Woher kommen die Elemente? |
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Woher kommen die Elemente des Periodensystems? Meines Wissens nach werden sie in Sternen erbrütet bei der Kernfusion. Dieser Prozess setzt Energie frei, wodruch die Sterne leuchten.
Doch wenn man nachschaut, dann entsteht aus Wasserstoff Helium. Aus Helium entstehen Kohlenstoff und Sauerstoff. Und danach Magnesium - oder so. Aber da fehlen doch einige viele Elemente! Woher kommt der Stickstoff und so weiter und so weiter?
Ich kann mir das nur so erklären, dass diese Elemente doch Anlagerung von protonen und neutronen beim Sterben des Sterns entstehen.
Denn der Stern erbrütet ja immer nur bestimmte "vielfache" eines Elements, mathematisch gesehen. |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8578
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Manfred020101
Gast
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| Manfred020101 Verfasst am: 10. Jan 2015 10:06 Titel: |
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Wie kann das sein? Wenn doch beim sog. Heliumbrennen nur Kohlenstoff und Sauerstoff entstehen? Ich beziehe mich auf Wikipedia (drei Alpha Prozess).
Als Folgereaktion ist das Kohlenstoffbrennen angegeben. Aber da lese ich nichts von Stickstoff. Es werden einige Elemente ausgelassen.
Vielleicht liegt es daran, dass beim Heliumbrennen sowie beim Kohlenstoffbrennen die Hauptprozesse die in Wiki angegebenen sind. Durch diese wird auch Energie frei. Aber im Sternenplasma sind stets freie Protonen vorhanden, sie sich dank der hohen Temperatur anlagern können. |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8578
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| jh8979 Verfasst am: 10. Jan 2015 10:08 Titel: |
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Ja, das sind die Hauptprozesse, die die meiste Energie im Stern erzeugen. Aber daneben finden noch viele andere Prozesse statt (mit kleiner Wahrscheinlichkeit und/oder weniger Energieausbeute), in denen alle Elemente bis hin zu Eisen erzeugt werden können. |
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Manfred020101
Gast
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| Manfred020101 Verfasst am: 10. Jan 2015 10:10 Titel: |
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Bei diesen Hauptprozessen ist es doch so, dass der entstandene Kern energetisch günstiger ist als seine Einzelbausteine. Daher wird Energie frei. Ist es das, was mit E=mc² gemeint ist? |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8578
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| jh8979 Verfasst am: 10. Jan 2015 10:11 Titel: |
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Ja, das stimmt. E=m*c^2 beschreibt dies: Die Masse der Endprodukte ist kleiner als die Summe der Ausgangsprodukte, die Differenz wird als Energie frei. |
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Manfred020101
Gast
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| Manfred020101 Verfasst am: 10. Jan 2015 10:15 Titel: |
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Ich habe mal einen Vortrag gesehen, da sagte ein Physiker, dass das etwas mit Bindungsenergie zu tun hat, die frei wird. Inwiefern hat das E=mc² etwas mit der Bindungsenergie zu tun? |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8578
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| jh8979 Verfasst am: 10. Jan 2015 10:17 Titel: |
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E=m*c^2 hat erstmal nichts mit Bindungsenergie zu tun, sondern gilt viel allgemeiner. Aber mit Hilfe dieser Formel kann man die Bindungsenergie die frei wird bestimmen, wenn man die Massen der beteiligten Elemente kennt. |
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Manfred020101
Gast
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| Manfred020101 Verfasst am: 10. Jan 2015 10:20 Titel: |
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Das heißt im Klartext: Baustein A und Baustein B kommen zusammen, bilden einen energetisch günstigeren zustand C (neuer Kern). Die Masse dieses kerns C ist etwas weniger als die Summe der Massen A und B. Die Differenz wird als Energie frei, gemäß E=mc². |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8578
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| jh8979 Verfasst am: 10. Jan 2015 10:21 Titel: |
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Genau. |
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Manfred020101
Gast
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| Manfred020101 Verfasst am: 10. Jan 2015 10:26 Titel: |
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Nebenbei gefragt. Was hat es denn mit dem Drei-Alpha-Prozess und Kohlenstoff auf sich. Bei einem Vortrag von Prof. Ulrich Walter sagte er, dass hier eine Art Abstimmung oder so etwas vorliegt. Irgendwas mit Resonanzen, weil sonst kein Kohlenstoff entstünde. Kannst du mir das näher erklären? |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8578
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| jh8979 Verfasst am: 10. Jan 2015 10:29 Titel: |
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http://de.wikipedia.org/wiki/Drei-Alpha-Prozess#Ablauf
| wikipedia hat Folgendes geschrieben: |
Der im ersten Schritt erzeugte Berylliumkern 8Be ist instabil und zerfällt mit einer mittleren Lebensdauer von 2,6·10-16 s wieder in zwei Heliumkerne 4He; deshalb ist es für die Erzeugung eines Kohlenstoffkerns notwendig, dass drei α-Teilchen nahezu simultan zusammenstoßen (daher der Name 3α-Prozess). Da für ein solches Zusammentreffen eine niedrige Wahrscheinlichkeit besteht, ist ein langer Zeitraum nötig, um Kohlenstoff zu erzeugen. Eine Konsequenz daraus ist, dass durch den Urknall kein Kohlenstoff produziert wurde, weil die Temperatur rasch unter die für die Fusion benötigte abfiel. Dieses Problem wird auch als Beryllium-Barriere bezeichnet.
Gewöhnlich ist die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten des 3α-Prozesses sehr gering. Der energetische Grundzustand von 8Be entspricht jedoch fast genau der Energie zweier α-Teilchen. Die Energie der beiden Kerne 8Be und 4He aus dem zweiten Schritt entspricht wiederum fast genau der Energie eines Anregungszustandes des 12C. Diese beiden Resonanzen erhöhen stark die Wahrscheinlichkeit, dass ein ankommendes α-Teilchen mit einem 8Be zu 12C fusionieren wird. Da durch den 3α-Prozess bereits die Sterne der ersten nach dem Urknall entstandenen Generation in der Lage waren, 12C in großen Mengen zu erzeugen, wird dieses Isotop auch als „primäres“ Isotop des Kohlenstoffs bezeichnet.
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Manfred020101
Gast
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| Manfred020101 Verfasst am: 10. Jan 2015 10:44 Titel: |
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Also liegt es nur an den Resonanzen der Kerne, dass diese beim Drei-Alpha-Prozess fusionieren. Ohne die Resonanz würden sie das nicht.
Aber was bedeutet hier in diesem Zusammenhang Resonanz? |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8578
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| jh8979 Verfasst am: 10. Jan 2015 10:45 Titel: |
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Resonanz heisst, dass diese Energien genau diese Werte haben und dadurch die Wahrscheinlichkeit für den Prozess stark erhöht ist. |
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Manfred020101
Gast
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| Manfred020101 Verfasst am: 10. Jan 2015 10:49 Titel: |
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Was mich noch brennend interessiert ist, dass die Formel E=mc² aus der Relativitätstheorie von Einstein folgt. (Ich glaube die SRT).
Die Entstehung der Energie in Sternen ist nur mit dieser Formel möglich.
Kann man sagen, dass vor dieser Gleichung und damit vor Einstein, nicht erklärbar war, woher Sterne ihre Energie beziehen? |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8578
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| jh8979 Verfasst am: 10. Jan 2015 10:54 Titel: |
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Na ja.. die Formel hat eher indirekt damit zu tun. Das Verständnis der nuklearen Prozesse in Sternen erfordert noch sehr viele andere (und mMn in diesem Zusammenhang wichtigere) Kenntnis über die Quantenmechanik zum Bespiel. |
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Manfred020101
Gast
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| Manfred020101 Verfasst am: 10. Jan 2015 10:56 Titel: |
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Kann denn die Quantenmechanik erklären, warum bei der Kernfusion Energie entsteht? Ich dachte, genau das ist E=mc². |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8578
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| jh8979 Verfasst am: 10. Jan 2015 11:52 Titel: |
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ja, aber ein auto fährt ja auch nicht wenn du nur ein Lenkrad hast... |
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as_string
Moderator
Anmeldungsdatum: 09.12.2005
Beiträge: 5785
Wohnort: Heidelberg
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| as_string Verfasst am: 10. Jan 2015 19:37 Titel: |
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| Manfred020101 hat Folgendes geschrieben: | | Kann denn die Quantenmechanik erklären, warum bei der Kernfusion Energie entsteht? Ich dachte, genau das ist E=mc². |
Da "entsteht" keine Energie! Es gilt immer noch die Energieerhaltung!
Es werden höchstens Energieformen umgewandelt. Die Formel E=mc² gibt nicht eine Umwandlung von Energie und Masse an, sondern deren Äquivalenz.
Gruß
Marco |
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Meinungsfreiheit
Gast
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| Meinungsfreiheit Verfasst am: 14. Jan 2015 17:03 Titel: |
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Natürlich entsteht dabei Energie! Es findet eine Umwandlung statt. Also entsteht Energie!
Anmerkung: Beiträge einfach zu löschen ist einfach nur primitiv!!! Das zeigt wohl das Niveau dieses Forums! |
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jh8979
Moderator
Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8578
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| jh8979 Verfasst am: 14. Jan 2015 17:35 Titel: |
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| Meinungsfreiheit hat Folgendes geschrieben: | Natürlich entsteht dabei Energie! Es findet eine Umwandlung statt. Also entsteht Energie!
Anmerkung: Beiträge einfach zu löschen ist einfach nur primitiv!!! Das zeigt wohl das Niveau dieses Forums! |
Dein Beitrag war vom Ton her nicht sehr angemessen und, da Du auch kein angemeldeter User bist, hab ich ihn daher gelöscht.
Was Marco meint ist das keine Energie aus dem Nichts entsteht, sondern Ruheenergie in Bewegungsenergie umgewandelt wird. |
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