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Zur Stabilität der Sonne
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Warum lebt die Sonne so lange? (1010 Jahre)
Warum ist die Temperatur der Sonne so hoch? (16 · 106 K)
Warum explodiert die Sonne nicht wie eine Wasserstoffbombe?
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Erde Sonne
Radius 6000 km 700 000 kmMasse 6 · 10 kg24 2 · 10 kg30
Dichte innenaußen
17 g/cm3
3 g/cm3
100 g/cm3
0,0001 g/cm3
Temperatur innenaußen
6000 K300 K
15 000 000 K6000 K
Zusammensetzung(% der Masse )
35% Fe30% O15% Si
13 % Mg7 % andere
75% H23% He
2 % andere
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H11 ↔ ?
1. Elektrische Ladung2. Baryonische Ladung3. Leptonische Ladung
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ΔE = 3,96 · 10 J–12
4 H → + He 2e + 2ν11
42
–
Elektrische Ladung 4 2 2 0Baryonische Ladung 4 4 0 0Leptonische Ladung 0 0 –2 2
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2H + O → 2 H O2 2 2
Reaktionswiderstand vermindern:
1. Temperaturerhöhung
2. Katalysator zugeben
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Chemische Reaktion
(Elektronenhülle)
100 K
Kernreaktion
(Kern)
100 000 000 K
I = 4 ·10 mol/sn–15
I = 4 ·10 mol/sn–8
1 Liter Sonne:
1 verrostendes Auto:
Faktor 10 000 000
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1 Liter
Sonne (Kern) 0,01 WFlamme 10 kWMensch 1 W
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Warum lebt die Sonne so lange? (1010 Jahre)
Warum ist die Temperatur der Sonne so hoch? (16 · 106 K)
Warum explodiert die Sonne nicht wie eine Wassestoffbombe?
Weil die Reaktionsgeschwindigkeit sehr
niedrig ist
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Warum lebt die Sonne so lange? (1010 Jahre)
Warum ist die Temperatur der Sonne so hoch? (16 · 106 K)
Warum explodiert die Sonne nicht wie eine Wassestoffbombe?
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300 K400 K500 K600 K
1 K pro 50m
Heuhaufeneffekt
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Warum ist die Temperatur der Sonne so hoch? (16 · 106 K)
Warum explodiert die Sonne nicht wie eine Wassestoffbombe?
Warum lebt die Sonne so lange? (1010 Jahre)
Weil der Kern der Sonne sehr gut
wärmeisoliert ist
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Warum ist die Temperatur der Sonne so hoch? (16 · 106 K)
Warum explodiert die Sonne nicht wie eine Wassestoffbombe?
Warum lebt die Sonne so lange? (1010 Jahre)
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Die Sonne befindet sich zur Zeit in einem Gleichgewichts-
zustand. Expandierende Kräfte als Folge hoher Gastemperatur
und kontrahierende Gravitationskräfte gleichen sich aus. Wenn
in einigen Millionen Jahren der Wasserstoff als Fusionsbrenn-
stoff verbraucht ist, werden Temperatur und Druck im Innern
zunächst abnehmen, die Gravitationskräfte überwiegen, und mit
einer Kontraktion beginnt ein neuer Abschnitt in der Geschichte
der Sonne.
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Brennstoffvorrat erschöpft sich
Energieproduktion nimmt ab
Temperatur nimmt ab
Stern schrumpft
Temperatur nimmt zu
nächste Brennphase beginnt
Dadurch, dass die Temperatur abnimmt,nimmt die Temperatur zu.
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Negative Wärmekapazität
Positive Wärmekapazität
Entropiezufuhr Temperatur nimmt zu
Entropiezufuhr Temperatur nimmt ab
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Sonne
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SonneTauchsieder
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SonneTauchsieder
Spiegel
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Elektr. Energie
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Elektr. Energie
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Elektr. Energie
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1. Wärmezufuhr:
T steigt
2. Volumenzunahme:
T sinkt
3. Kombination:
T = ?Wärme
Wärme
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1. Wärmezufuhr überwiegt Volumenzunahme:
T steigt
2. Volumenzunahme überwiegt Wärmezufuhr:
T sinktWärme
Wärme
Temperaturabnahme trotz Wärmezufuhr: negative
Wärmekapazität
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a = 1 T = const bei Wärmezufuhra < 1 T wächst bei Wärmezufuhra > 1 T nimmt ab bei Wärmezufuhr ( < für mech. Stabilität)
Vp
1~
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Energiebilanz:
1. Modell
Gas GewichtEnergie Energie
Abkühlung Expansion
2. Stern
Gas FeldEnergie Energie
Abkühlung Expansion
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Reaktionsumsatzrate
Temperatur
Entropieproduktion
Reaktionsumsatzrate
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Warum ist die Temperatur der Sonne so hoch? (16 · 106 K)
Warum explodiert die Sonne nicht wie eine Wasserstoffbombe?
Warum lebt die Sonne so lange? (1010 Jahre)
Rückkopplung durch negative Wärmekapazität