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Wolframwürfel im Kern der Sonne
 
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Tolentino



Anmeldungsdatum: 30.11.2023
Beiträge: 7

Beitrag Tolentino Verfasst am: 30. Nov 2023 14:07    Titel: Wolframwürfel im Kern der Sonne Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Wie lange kann ein Wolframwürfel mit 10cm Kantenlänge im Kern der Sonne existieren?
Schmilzt er dabei erst und verdampft dann oder rreicht die Hitze aus um ihn direkt sublimieren zu lassen.
Verdampft er dabei von außen nach innen oder ist bei der Hitze praktisch kein Unterschied?
Siedepunkt von Wolfram: 5930°C
Sublimationspunkt konnte ich nicht finden.
Dichte: 19,25 g/cm³
Verdampfungswärme: 824 kJ/mol
Spezifische Wärmekapazität: 130 J/(kg · K)
Wärmeleitfähigkeit: 174 W/(m · K)

Temperatur im Kern der Sonne: 15 mio °C


Meine Ideen:
Ich habe keine Ahnung wie man daran geht...
willyengland



Anmeldungsdatum: 01.05.2016
Beiträge: 676

Beitrag willyengland Verfasst am: 01. Dez 2023 09:22    Titel: Antworten mit Zitat

Sehr realistische Aufgabe! Big Laugh

Ich denke, er wird sich sofort in Plasma verwandeln, evtl. sogar Kernspaltung?

_________________
Gruß Willy
Tolentino



Anmeldungsdatum: 30.11.2023
Beiträge: 7

Beitrag Tolentino Verfasst am: 01. Dez 2023 09:27    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, vielleicht nicht realistisch, aber durchaus ernstgemeint.
Will sagen, das lässt sich m.M.n. ausrechnen und ich hatte gehofft, hier Hilfe dazu zu finden, weil ich keinerlei Ahnung habe wie.
Kann doch auch eine nette Fingerübung für Physikstudenten / - Lehrer sein...

Danke!
Frankx



Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982

Beitrag Frankx Verfasst am: 01. Dez 2023 10:35    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Siedepunkt von Wolfram: 5930°C
Sublimationspunkt konnte ich nicht finden.
Dichte: 19,25 g/cm³
Verdampfungswärme: 824 kJ/mol
Spezifische Wärmekapazität: 130 J/(kg · K)
Wärmeleitfähigkeit: 174 W/(m · K)


Das sind alles Werte, die unter Bedingungen des Normaldruck, bzw. (teilweise) bei Normtemperatur 20°C ermittelt wurden. Unter den Bedingungen im Inneren der Sonne dürfte das sicher anders aussehen.

Hinzu kommen zusätzliche Effekte, die durch die verschiedenen Strahlungen im Inneren der Sonne eintreten.

Zitat:
Kann doch auch eine nette Fingerübung für Physikstudenten / - Lehrer sein...


Man könnte also zwar irgend etwas ausrechenen, die Aussagekraft des Ergebnisses geht dennoch gegen Null.

Zitat:
Wie lange kann ein Wolframwürfel mit 10cm Kantenlänge im Kern der Sonne existieren?


Was verstehst du unter "existieren". Er wird ja vom ersten Moment an gewissen physikalischen Veränderungen unterliegen und damit in seiner ursprünglichen Form nicht mehr existieren.

Die Information, dass diese extremen Bedingungen an der Außenseite des Würfels (insbesonders Strahlung) anliegen, kann sich höchstens mit Lichtgeschwindigkeit zum Mittelpunkt des Würfels hin ausbreiten.

Das ergäbe die theoretisch denkbare Mindestzeit, bis auch das letzte Atom des Würfels von der Strahlungsfront erreicht wird.



.
Tolentino



Anmeldungsdatum: 30.11.2023
Beiträge: 7

Beitrag Tolentino Verfasst am: 01. Dez 2023 10:47    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Das sind alles Werte, die unter Bedingungen des Normaldruck ermittelt wurden. Unter den Bedingungen im Inneren der Sonne dürfte das sicher anders aussehen.

Ok, dann erweitere ich die Rahmenbedingungen um die vereinfachende Annahme, dass nur die Temperatur Berücksichtigung finden soll. Alles andere, wie Druck und andere Strahlungen, bitte ich zu ignorieren.

Zitat:
Man könnte also zwar irgend etwas ausrechenen, die Aussagekraft des Ergebnisses geht dennoch gegen Null.

Meinst du, dass man es nicht genau ausrechnen kann? Also immer unsicher wäre ob das denn so stimmt?
Oder meinst du, dass du die Übung ablehnst, weil die Antwort auf die Frage keinen produktiv messbaren Wert in unserer Realität hat?
Das ist Ok, ich würde dann eben auf offenere User hoffen und warten.

Zitat:
Was verstehst du unter "existieren".

Wie lange dauert es, bis das letzte Mol seiner ursprünglichen Masse weder fest noch flüssig ist.
Frankx



Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982

Beitrag Frankx Verfasst am: 01. Dez 2023 11:20    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Meinst du, dass man es nicht genau ausrechnen kann? Also immer unsicher wäre ob das denn so stimmt?
Oder meinst du, dass du die Übung ablehnst, weil die Antwort auf die Frage keinen produktiv messbaren Wert in unserer Realität hat?
Das ist Ok, ich würde dann eben auf offenere User hoffen und warten.


Die Frage ist, was du mit der Fragestellung und der Antwort bezweckst.

Es gibt numerische Verfahren, mit denen man z.B. das Abschmelzen eines Eiswürfels simulieren kann.
Das Verfahren ließe sich sicher auf deine Aufgabenstellung adaptieren. Am Ende müsste man aber das Ergebnis wieder in Frage stellen, da dennoch (zu) viele vereinfachende Annahmen getroffen werden müssten.

Was passiert z.B. mit dem entstehendem Gas. Es könnte eine "Isolationsschicht" um den Restwürfel bilden (siehe auch Leidenfrosteffekt).
Spätestens dann müssten wieder Druckverhältnisse berücksichtigt werden.

Es bleibt dabei, man kann sich beliebige Bedingungen vorstellen und damit beliebige Ergebnisse errechnen. Mit Physik hat das nicht viel zu tun und auch nichts mit "Offenheit".

Ich sehe solche Aufgabenstellungen eher als Fingerübung dafür, die physikalische Relevanz von Ergebnissen mancher Berechnungen zu hinterfragen. Zu oft erlebe ich, dass mit schönen Formeln, vielen Nachkommastellen und bunten Diagrammen der Anschein von Wissenschaftlichkeit erzeugt wird, die sich bei kurzem Nachdenken über die zu Grunde gelegten Randbedingungen in Luft auflöst.



.
Tolentino



Anmeldungsdatum: 30.11.2023
Beiträge: 7

Beitrag Tolentino Verfasst am: 01. Dez 2023 15:01    Titel: Antworten mit Zitat

Ich möchte eine theoretische Frage zur reinen Neugierbefriedigung beantworten. Von mir aus können weitere nötige Annahmen immer zum Vorteil des Würfels ausgelegt werden.
Wenn es hilft, ändere ich die Vorbedingung ab:
Umgebung sei ein Raum in unserer Erdatmosphäre bei 20°C Lufttemperatur und Normaldruck.
in dem Raum gibt es einen Zylinder von 15 mio °C heißem Plasma der aus irgendeinem Grund auf die Maße von h=100 cm und d=3cm beschränkt ist.
Ein Zylinder aus reinem Wolfram von h=5cm und d = 1cm bewegt sich von einem Startpunkt 10m von der Säule entfernt, auf gerader Bahn quer zu der Plasmasäule mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 1000 m/s durch den Raum. Er wird nicht weiter beschleunigt.

||
|| <--
||

(nicht maßstabsgetreu)

Wenn die Bahn die Säule kreuzt, kommt irgendetwas in irgendeiner Form noch auf der anderen Seite der Säule heraus? Falls ja, wieviel mit welcher Geschwindigkeit und Temperatur und Aggregatszustand und wie weit bewegt sich dieses etwas noch fort?

Ist für eine Science Fiction Geschichte.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18026

Beitrag TomS Verfasst am: 01. Dez 2023 15:15    Titel: Antworten mit Zitat

Da ursprünglich eine Frage nach der Zeit gestellt wurde, benötigen wir eine Gleichung, die die Dynamik beschreibt.

Zum einen wäre das die Wärmeübertragung an Grenzflächen: Wärmeleitung (Fourier Gleichung), Konvektion, Strahlung (Plancksches Strahlungsgesetz)

Dann wäre dies die Wärmeleitungsgleichung: wir breitet sich die Wärme im Würfel intern aus?

Zum letzten Punkt könnte man noch annehmen, dass die Wärmeleitung instantan erfolgt und der Würfel immer homogene Temperatur hat. Das würde dann sowohl für den Festkörper als auch für die Flüssigkeit gelten.

Also bleiben wir bei der Wärmeübertragung an Grenzflächen, vergessen Konvektion und vergleichen a) Wärmeleitung (Fourier Gleichung) und b) Strahlung (Plancksches Strahlungsgesetz)

Nehmen wir weiterhin an, dass der Wärmeübertragungskoeffizient temperatur- und phasenunabhängig ist. Dann bleibt als einziges die Wärmeübertragung dQ/dt pro Zeit aufgrund von (a,b) sowie die notwendige Wärme für i) Aufheizen, ii) Schmelzen, iii) Aufheizen, iv) Verdampfen.

Es geht also um die Zeit t, so dass gilt:


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


Zuletzt bearbeitet von TomS am 01. Dez 2023 15:38, insgesamt 5-mal bearbeitet
Frankx



Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982

Beitrag Frankx Verfasst am: 01. Dez 2023 15:34    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Ich möchte eine theoretische Frage zur reinen Neugierbefriedigung beantworten. Von mir aus können weitere nötige Annahmen immer zum Vorteil des Würfels ausgelegt werden.



Zitat:
Wenn die Bahn die Säule kreuzt, kommt irgendetwas in irgendeiner Form noch auf der anderen Seite der Säule heraus? Falls ja, wieviel mit welcher Geschwindigkeit und Temperatur und Aggregatszustand und wie weit bewegt sich dieses etwas noch fort?


Wie schon gesagt, kann man sich die Bedingungen so wählen, dass man rechnerisch jedes beliebige gewünschte Ergebnis erziehlt.


Das Plasma könnte z.B. trotz hoher Temperatur so dünn sein, dass es in der kurzen Zeit der Passage keinen signifikanten Einfluss auf das Geschoss nimmt.

Temperatur ist in der Thermodynamik vereinfacht gesagt ein Maß für die durchschnittliche kinetische Energie der Teilchen. Wenn aber die Teilchendichte entsprechend gering ist, dann reduziert das auch den Einfluss auf einen Testkörper, der sich durch dieses Medium (Plasma) bewegt.


Wenn man allerdings davon ausgeht, dass zumindest an er Oberfläche des Geschosses Bereiche verdampfen, dann bilden diese Dampfbereiche erst mal eine Isolationsschicht.
Auch hier gibt es wieder eine Vielzahl von frei wählbaren Parametern, um zu quasi jedem gewünschtem Ergebnis zu kommen.



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Tolentino



Anmeldungsdatum: 30.11.2023
Beiträge: 7

Beitrag Tolentino Verfasst am: 01. Dez 2023 15:42    Titel: Antworten mit Zitat

@TomS Danke für den Versuch eines Ansatzes. Leider bin ich tatsächlich so unbeleckt, dass du das eben auf italienisch hättest schreiben können. Also ich kann mit der Formel jetzt nichts machen...

@Frankx
Ah ok, dann stelle ich die Frage anders.

Unter welchen Bedingungen würde im zweitem beschriebenen Fall nichts mehr am anderen Ende rauskommen, dass einen menschlichen Körper verletzen kann? Nicht änderbare Bedingungen sind die Dimensionen der Plasmasäule und des Wolframzylinders (der übrigens massiv seins soll).
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18026

Beitrag TomS Verfasst am: 01. Dez 2023 15:58    Titel: Antworten mit Zitat

a) Ausgangspunkt Wärmeleitung ohne Strahlung:

Es gilt:



wobei lambda der Transportkoeffizient ist, L eine typische Längenskala, und Delta T die Temperaturdifferenz zwischen Würfel und Plasma. Diese ist zwar eine Funktion der Zeit, da sich der Würfel erwärmt, allerdings ist dies im Vergleich zur Umgebungstemperatur vernachlässigbar.

Also gilt näherungsweise




b) die Strahlungsleistung des umgebenden Plasmas beschreibt man näherungsweise durch das Gesetz von Stefan-Boltzmann:



sigma ist die Stefan-Boltzmann-Konstante, A die Oberfläche und T die Temperatur des Plasmas. Die von Würfel abgegebene Strahlung vernachlässigen wir.

Damit folgt



und somit für die insgs. aufgenommene Wärme




Rechts steht dann



Werte raussuchen und Einsetzen, fertig. Wobei, es wird wohl kein Tabellenwerk geben, in dem der Wärmeübergangskoeffizienten zwischen Metall und Plasma verzeichnet ist. Man kann dies ja mal für Gase nachsehen. Wahrscheinlich dominiert ohnehin die Strahlungsleistung (b).

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Zuletzt bearbeitet von TomS am 01. Dez 2023 16:41, insgesamt 2-mal bearbeitet
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5041

Beitrag DrStupid Verfasst am: 01. Dez 2023 16:33    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:

b) die Strahlungsleistung des umgebenden Plasmas beschreibt man näherungsweise durch das Gesetz von Stefan-Boltzmann:



sigma ist die Stefan-Boltzmann-Konstante, A die Oberfläche und T die Temperatur des Plasmas.


Die Temperatur muss in der vierten Potenz stehen. Davon abgesehen gilt das nur, wenn sich der Würfel im Inneren des Plasmas mehrere Eindringtiefen vom Rand entfernt befindet. In der Nähe des Randes und Außerhalb des Plasmas wird es komplizierter. Obendrein ist das auch nur die Energie, die in den Würfel rein geht, aber nicht unbedingt die, die auch drin bleibt. Bei 15 MK muss man prüfen ob er für einen Teil der Strahlung transparent ist.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18026

Beitrag TomS Verfasst am: 01. Dez 2023 16:44    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
TomS hat Folgendes geschrieben:

b) die Strahlungsleistung des umgebenden Plasmas beschreibt man näherungsweise durch das Gesetz von Stefan-Boltzmann:



sigma ist die Stefan-Boltzmann-Konstante, A die Oberfläche und T die Temperatur des Plasmas.


Die Temperatur muss in der vierten Potenz stehen.

Stimmt, danke! Hab’s korrigiert.

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Davon abgesehen gilt das nur, wenn sich der Würfel im Inneren des Plasmas mehrere Eindringtiefen vom Rand entfernt befindet. In der Nähe des Randes und Außerhalb des Plasmas wird es komplizierter.

Ich beziehe mich auf die ursprüngliche Aufgabe.

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Obendrein ist das auch nur die Energie, die in den Würfel rein geht, aber nicht unbedingt die, die auch drin bleibt. Bei 15 MK muss man prüfen ob er für einen Teil der Strahlung transparent ist.

Stimmt auch.

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DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5041

Beitrag DrStupid Verfasst am: 01. Dez 2023 16:55    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Ich beziehe mich auf die ursprüngliche Aufgabe.


Die habe ich gar nicht ernst genommen. Der Würfel würde sofort zerquetscht werden. Das könnten wir sicher nicht berechnen. Es ist sogar möglich, dass die dafür nötigen Tools Verschlussache sind, weil man damit Implosionen für Atomwaffen berechnen könnte.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18026

Beitrag TomS Verfasst am: 01. Dez 2023 16:58    Titel: Antworten mit Zitat

Auch wieder wahr.
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Frankx



Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982

Beitrag Frankx Verfasst am: 01. Dez 2023 21:01    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
@Frankx
Ah ok, dann stelle ich die Frage anders.

Unter welchen Bedingungen würde im zweitem beschriebenen Fall nichts mehr am anderen Ende rauskommen, dass einen menschlichen Körper verletzen kann? Nicht änderbare Bedingungen sind die Dimensionen der Plasmasäule und des Wolframzylinders (der übrigens massiv seins soll).


Ich vereinfache die Randbedingungen wie folgt:
Ein Wolframzylinder der vorgegebenen Größe und Geschwindigkeit wird beim Passieren einer eng begrenzten "Plasmawolke" stark aufgeheizt.

Unabhängig von dem ganzen thermodynamischen Temperaturgedöns gilt dann zumindest noch der Impulserhaltungssatz.

Da das Plasma dem Festkörper rein mechanisch erst mal wenig entgegensetzen kann, wird auf der anderen Seite ungefähr die gleiche Masse mit ungefähr der gleichen Geschwindigkeit herauskommen, wie vorn rein geht.

Ob es der Person auf der Rückseite lieber ist, von einem Festkörper, oder von einem glühend heißem Flüssigkeits- Gas- oder Plasmastrahstrahl getroffen zu werden überlasse ich dem SiFi-Autor.

Im Falle, dass das Geschoss verdampft, dürfte zusätzlich eine heftige Expolsion erfolgen. Da spielt der Rest dann für die Person auch keine Rolle mehr.



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Tolentino



Anmeldungsdatum: 30.11.2023
Beiträge: 7

Beitrag Tolentino Verfasst am: 01. Dez 2023 21:16    Titel: Antworten mit Zitat

Das ist doch schonmal eine Aussage,
Aber: Was ist denn wahrscheinlicher? Dass da Plasma draus wird oder dass es explodiert/verdampft.

Wenn Plasma draus würde, würde die gleiche Kraft, die die Plasmasäule begrenzt ja auch das neue Plasma begrenzen.
Eine Explosion wäre aber in der Tat sehr unpraktisch.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5041

Beitrag DrStupid Verfasst am: 02. Dez 2023 15:02    Titel: Antworten mit Zitat

Frankx hat Folgendes geschrieben:
Da das Plasma dem Festkörper rein mechanisch erst mal wenig entgegensetzen kann, wird auf der anderen Seite ungefähr die gleiche Masse mit ungefähr der gleichen Geschwindigkeit herauskommen, wie vorn rein geht.


Ohne äußere Kräfte wird mindestens der gleiche Impuls rauskommen. Das geht aber auch auch mit kleinerer Masse und größerer Geschwindigkeit.

Frankx hat Folgendes geschrieben:
Ob es der Person auf der Rückseite lieber ist, von einem Festkörper, oder von einem glühend heißem Flüssigkeits- Gas- oder Plasmastrahstrahl getroffen zu werden überlasse ich dem SiFi-Autor.


Was da günstiger ist hängt stark davon ab, wie gut die Person gepanzert ist und wie weit sie von der Plasmasäule entfernt ist. Sie kann ja schon allein wegen der Strahlung nicht direkt dahinter stehen.

Frankx hat Folgendes geschrieben:
Im Falle, dass das Geschoss verdampft, dürfte zusätzlich eine heftige Expolsion erfolgen. Da spielt der Rest dann für die Person auch keine Rolle mehr.


Auch das hängt von Entfernung und Panzerung ab. So funktionieren z.B. "Whipple" Schilde gegen Mikrometeorite. Der Meteorit explodiert beim Aufprall auf eine Metallplatte und die Explosionswolke wird dann von einer dahinter liegenden Platte aufgehalten.


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Zuletzt bearbeitet von DrStupid am 02. Dez 2023 15:20, insgesamt 2-mal bearbeitet
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5041

Beitrag DrStupid Verfasst am: 02. Dez 2023 15:08    Titel: Antworten mit Zitat

Tolentino hat Folgendes geschrieben:
Aber: Was ist denn wahrscheinlicher? Dass da Plasma draus wird oder dass es explodiert/verdampft.


Da gibt es kein entweder-oder. Wenn der Würfel zu Plasma wird, dann verdampft er auch.

Tolentino hat Folgendes geschrieben:
Wenn Plasma draus würde, würde die gleiche Kraft, die die Plasmasäule begrenzt ja auch das neue Plasma begrenzen.


Die gleiche Kraft wird dazu nicht reichen. Es macht ja auch einen Unterschied, ob irgendwo ein Tank voll Wasser herumsteht, oder ob obendrein auch noch eine Bombe darin explodiert. Man kann natürlich einfach festlegen, dass das Feld stark genug ist. Aber dann muss man sich fragen, ob man das Plasma darin überhaupt noch braucht, oder ob der Induktionsstrom beim durchqueren des Feldes nicht schon ausreicht um den Würfel abzubremsen bzw. zu zerstören.
Tolentino



Anmeldungsdatum: 30.11.2023
Beiträge: 7

Beitrag Tolentino Verfasst am: 02. Dez 2023 16:48    Titel: Antworten mit Zitat

Achso, also wenn man so ein Kraftfeld erzeuge könnte, dann bräuchte man das Plasma gar nicht? Interessant.
Das hilft mir schon mal sehr weiter! Danke!
Frankx



Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982

Beitrag Frankx Verfasst am: 04. Dez 2023 09:43    Titel: Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Ohne äußere Kräfte wird mindestens der gleiche Impuls rauskommen. Das geht aber auch auch mit kleinerer Masse und größerer Geschwindigkeit.


Diese kleinere Masse mit höherer Geschwindigkeit hätte dann aber mehr Energie. Das wäre 1. für die dahinter stehende Person sicher ungünstiger und 2. stellt sich die Frage, woher diese Energie kommt. Da fällt mir spontan nur die bei einer Verdampfung freiwerdende Energie der Explosion ein. Das hatte ich aber oben schon erwähnt.


DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Was da günstiger ist hängt stark davon ab, wie gut die Person gepanzert ist und wie weit sie von der Plasmasäule entfernt ist. Sie kann ja schon allein wegen der Strahlung nicht direkt dahinter stehen.

Soweit ich das verstanden habe, sollte das Plasma die Person vor dem Geschoss schützen. Wenn die Person ausreichend gepanzert ist, dann erübrigt sich das Plasma.

Zitat:
Der Meteorit explodiert beim Aufprall auf eine Metallplatte und die Explosionswolke wird dann von einer dahinter liegenden Platte aufgehalten.

Das funktioniert, weil die eingetragene mechanische Energie des Mikrometeoriten sich nach der Explosion einfach auf eine größere Fläche verteilt. damit lässt sie sich leichter in Wärme umwandeln und der Meteorit durchschlägt nicht den Schild.

Der Unterschied zu unserem Beispiel besteht darin, dass durch das Plasma ja gerade extrem viel zusätzliche thermische Energie eingetragen wird und diese letztlich erst die Explosion des Wolframzylinders hervor ruft.


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DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5041

Beitrag DrStupid Verfasst am: 04. Dez 2023 11:11    Titel: Antworten mit Zitat

Frankx hat Folgendes geschrieben:
Das wäre 1. für die dahinter stehende Person sicher ungünstiger


Diesen Einwand hast Du selbst entkräftet:

Frankx hat Folgendes geschrieben:
Das funktioniert, weil die eingetragene mechanische Energie des Mikrometeoriten sich nach der Explosion einfach auf eine größere Fläche verteilt. damit lässt sie sich leichter in Wärme umwandeln und der Meteorit durchschlägt nicht den Schild.


Das passiert auch, wenn der Würfel durch zusätzliche thermische Energie verdampft. So ähnlich funktionieren moderne Reaktivpanzerungen. Da kommt die zusätzliche Energie aus einer Sprengstoffexplosion, die das eindringende Geschoss so deformiert, dass seine Wucht auf eine größere Fläche wirkt.

Nach Deiner Logik wäre solche Reaktivpanzerungen unsinnig, weil die Explosion des Sprengstoffs allein genügen würde, um die Besatzung zu töten - wenn es nicht zusätzlich noch eine konventionelle Panzerung gäbe. Diese Panzerung gibt es aber - genauso wie es bei besagter Plasmasäule eine Panzerung geben muss, um eine dahinter stehende Person vor der Strahlung zu schützen. Eine ungeschützte Person müsste sich so weit vom Plasma entfernt befinden, dass sie allein dadurch vor der Explosion sicher ist.

Frankx hat Folgendes geschrieben:
Wenn die Person ausreichend gepanzert ist, dann erübrigt sich das Plasma.


Wenn ein Fahrzeug ausreichend gepanzert ist, dann erübrigen sich Reaktivpanzerungen. Trotzdem gibt es sie. Das ist also kein Argument.
Frankx



Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982

Beitrag Frankx Verfasst am: 04. Dez 2023 12:20    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Nach Deiner Logik wäre solche Reaktivpanzerungen unsinnig, weil die Explosion des Sprengstoffs allein genügen würde, um die Besatzung zu töten - wenn es nicht zusätzlich noch eine konventionelle Panzerung gäbe.



Ich denke, es kommt auf das Verhältnis der Energien (mechan. Energie / zusätzlich eingetragene Energie) an.

Wenn wir davon sprechen, den Wolframzylinder zu verdampfen, dann übersteigt diese eingetragene Energie den ursprünglichen Wert der mechanischen Energie (Wolframzylinder, d=1cm h=5cm v=1000m/s) um den Faktor ca.10 (wenn ich mich nicht vertan habe).

Um ein Geschoss nur zu zertrümmern, bzw. zu verhindern, dass es mit der Spitze aufschlägt, benötigt man weit weniger eingetragene Energie.

Insofern kann ein Whipple-Schild oder eine Reaktivpanzerung Sinn ergeben.

Bei unserem fiktiven Beispiel wurde aber danach gefragt, ob die Plasmawolke die Person dahinter schützen kann.

Unter den gegeben Umständen sehe ich keine Schutzwirkung, im Gegenteil, das Ergebnis würde imho nur verheerender.



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Zuletzt bearbeitet von Frankx am 04. Dez 2023 12:30, insgesamt einmal bearbeitet
Frankx



Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982

Beitrag Frankx Verfasst am: 04. Dez 2023 12:27    Titel: Antworten mit Zitat

Eine theoretische Möglichkeit bestünde darin, nur einen sehr kleinen Teil des Wolframs zu verdampfen, so dass der Rest die Flugrichtung ausreichend ändert.

Z.B. könnte man die Energie so eintragen, dass das Geschoss längs in zwei Teile zerplatzt, die dann nach links und rechts abgelenkt werden und damit die Person verfehlen.


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DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5041

Beitrag DrStupid Verfasst am: 04. Dez 2023 13:54    Titel: Antworten mit Zitat

Frankx hat Folgendes geschrieben:
Wenn wir davon sprechen, den Wolframzylinder zu verdampfen, dann übersteigt diese eingetragene Energie den ursprünglichen Wert der mechanischen Energie (Wolframzylinder, d=1cm h=5cm v=1000m/s) um den Faktor ca.10 (wenn ich mich nicht vertan habe).


Im Vergleich zur Gefahr, die vom Plasma selbst ausgeht, halte ich das für das kleinere Problem.

Wenn sich die Explosionswolke nur auf einen Meter ausdehnt, wäre die einwirkende Energie pro Fläche trotz der zusätzlichen thermischen Energie um drei Größenordnungen kleiner als beim soliden Zylinder. Bei 10 Metern wären es schon fünf Größenordnungen und obendrein würde der meiste Teil komplett an der Person vorbei gehen. Das ist in jedem Fall besser als ein direkter Treffer.
Frankx



Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982

Beitrag Frankx Verfasst am: 04. Dez 2023 14:49    Titel: Antworten mit Zitat

Wie ich also schon oben sagte:

Frankx hat Folgendes geschrieben:
... Es bleibt dabei, man kann sich beliebige Bedingungen vorstellen und damit beliebige Ergebnisse errechnen. Mit Physik hat das nicht viel zu tun...



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