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Kernfusion/Dauer von Fusionsphasen
 
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Luge1202



Anmeldungsdatum: 14.06.2021
Beiträge: 4

Beitrag Luge1202 Verfasst am: 28. Aug 2021 15:14    Titel: Kernfusion/Dauer von Fusionsphasen Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hi stehe gerade vor einem Problem bei einer Aufgabe zu der Kernfusion in einem Stern. Mithilfe des Graphen zur mittleren Bindunsenergie soll ich erklären, warum die Fusionphasen immer kürzer dauern, je größer die Massenzahl ist. Also warum z.B die Fusionphase von Kohlenstoff zu Magnesium wesentlich kürzer dauert als die Fusionsphase von Wasserstoff zu Helium.

Meine Ideen:
Mein Ansatz wäre jetzt, zunächst mal dass die Reaktionswahrscheinlichkeit mit zunehmender Massenzahl steigt weil die Temperatur höher wird, aber bin mir nicht sicher ob oder warum. Danke schonmal
Schmu



Anmeldungsdatum: 23.06.2021
Beiträge: 112

Beitrag Schmu Verfasst am: 28. Aug 2021 15:20    Titel: Antworten mit Zitat

Die Bindungsenergie die freigesetzt wird ist mit zunehmder Massezahl geringer darum verheizt es den Brennstoff immer schneller.
Füsik-Gast
Gast





Beitrag Füsik-Gast Verfasst am: 28. Aug 2021 16:34    Titel: Nukleosynthese Antworten mit Zitat

Schmu hat Folgendes geschrieben:
Die Bindungsenergie die freigesetzt wird ist mit zunehmder Massezahl geringer darum verheizt es den Brennstoff immer schneller.


Die Aussage verstehe ich nicht,die Abnahme der freiwerdenden Energie mit zunehmnder Ordnungszahl bei Fusionsprozessen(-> Eisenspitze) hat doch nichts mit der Reaktionsgschwindigkeit zu tun.
Für die einzelnen Brennphasen(des Schalenbrennens) werden zwar jeweils höhere Temperaturen benötigt,aber die Dauer der Brennphasen ist eben auch temperaturabhängig,die Reaktionsgeschwindigkeit steigt mit zunehmender Temperatur.

Füsik-Gast.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 14209

Beitrag TomS Verfasst am: 28. Aug 2021 16:36    Titel: Antworten mit Zitat

Schmu hat Folgendes geschrieben:
Die Bindungsenergie die freigesetzt wird ist mit zunehmder Massezahl geringer darum verheizt es den Brennstoff immer schneller.

Das ist nicht korrekt.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
Luge1202



Anmeldungsdatum: 14.06.2021
Beiträge: 4

Beitrag Luge1202 Verfasst am: 28. Aug 2021 16:52    Titel: Antworten mit Zitat

Aber wieso genau steigt die Temperatur bei zunehmenden Massenzahl
Füsik-Gast
Gast





Beitrag Füsik-Gast Verfasst am: 28. Aug 2021 17:38    Titel: Temperatur Antworten mit Zitat

Die jeweiligen Brennphasen(Wasserstoff-,Helium-Kohlenstoff-...brennen) starten erst bei einer bestimmten Mindesttemperatur,da für die Fusion bestimmte "abstoßende" Wechselwirkungen(stark vereinfacht) überwunden werden müssen.Das verändert sich von Phase zu Phase,es gibt verschiedeneteils recht komplexe Mechanismen.
Die Mindesttemperaturen steigen von Phase zu Phase(s. Schalenbrennen).
Die Temperatur in einem Stern wird aber von Größe,Masse, und Dichte bestimmt.
Beim Erlöschen der Wasserstoffphase sinkt zuerst der Strahldruck,die umgebende Masse wird durch die Gravitation stärker zum Kern gezogen.
Dadurch erhöht sich jedoch wiederum die Dichte und die Temperatur,
die neue Phase kann zünden.
Welche Phasen in einem Stern realisiert werden,hängt von seiner Ausgangmasse ab.
Daß die Dauer der einzelnen Phasen stark abnimmt,hängt wiederum von der Temperatur ab.Je höher,desto "schneller" erfolgt die Fusion,die Reaktionsrate steigt von Schale zu Schale.
Bei einem Stern mit 15 Sonnemassen,dauert das Wasserstoffbrennen ca. 11 Mio Jahre,das letzte Siliciumbrennen dagegen nur noch 18 Tage(!).

Füsik-Gast.
Schmu



Anmeldungsdatum: 23.06.2021
Beiträge: 112

Beitrag Schmu Verfasst am: 28. Aug 2021 18:36    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Schmu hat Folgendes geschrieben:
Die Bindungsenergie die freigesetzt wird ist mit zunehmder Massezahl geringer darum verheizt es den Brennstoff immer schneller.

Das ist nicht korrekt.

Naja ok, ab Eisen.
Ich sollte die Frage besser zweimal lesen bevor ich die Buchstaben in die Tastertur hacke, er war ja nochnicht beim Eisen.


Zuletzt bearbeitet von Schmu am 28. Aug 2021 19:23, insgesamt einmal bearbeitet
Schmu



Anmeldungsdatum: 23.06.2021
Beiträge: 112

Beitrag Schmu Verfasst am: 28. Aug 2021 18:44    Titel: Re: Nukleosynthese Antworten mit Zitat

Füsik-Gast hat Folgendes geschrieben:

Die Aussage verstehe ich nicht,die Abnahme der freiwerdenden Energie mit zunehmnder Ordnungszahl bei Fusionsprozessen(-> Eisenspitze) hat doch nichts mit der Reaktionsgschwindigkeit zu tun.
Für die einzelnen Brennphasen(des Schalenbrennens) werden zwar jeweils höhere Temperaturen benötigt,aber die Dauer der Brennphasen ist eben auch temperaturabhängig,die Reaktionsgeschwindigkeit steigt mit zunehmender Temperatur.

Hast ja Recht, zu Anfang wenn der Wasserstoff alle ist komprimiert sich der Stern durch die Schwerkraft und wird dadurch immer heißer bis es dann heiß genug ist und die nächste Fusionsstufe zünded und das ganze wieder stabilisiert.
Man kann sich das ganz gut verdeutlichen wenn man eine Fahrradluftpumpe nimmt, das Loch zuhält und einige Male kräftig pumpt dann wird es am unteren Ende wo die Luft komprimiert ganz schön warm bis heiss.
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