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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 23:49 Do 02.07.2015 | | Autor: | Tabeah |
| Aufgabe | 1. Wie kann man die Bindungsenergie der Nukleonen berechnen?
2. In der Sonne wird Energie aus der Fusion von [mm] _{1}^{1}H [/mm] zu [mm] ^{4}_{2}He [/mm] erzeugt. Die Nettogleichung lautet: [mm] 4_{1}^{1}H\to^{4}_{2}He+2\beta^{+}+2v_{e}+\gamma+24.5 [/mm] MeV
(a)Wie hoch ist die Verbrauchsrate an [mm] _{1}^{1}H-Kernen, [/mm] wenn auf der Erde eine Strahlungsintensität von S = 1.4 kWm−2 (Solarkonstante) ankommt? Der Abstand Erde–Sonne beträgt [mm] r=1.5*10^{8}km.
[/mm]
(b) Wieviel Masse verliert die Sonne durch Abstrahlung pro Jahr? |
1.) [mm] E=mc^{2} [/mm] (m ist die Masse der Protonen und Neutronen)
Zu 2a.) fällt mir nichtmal ein Ansatz ein ... Ich hab eine Intensität und einen Abstand. Was soll ich daraus machen ?! Wenn ich wüsste wieviel Energie entsteht bei der Fusion von 4 mal Wasserstoff zu 4*Helium könnte ich eventuell drüber nachdenken wieviel Energie dann bei uns Ankommen würde aber was ich dann mit dem Abstand soll wüsst ich nicht -.- ...
Bräuchte einen Tipp ...
Die Formel sagt mir so auch nichts und ich denke sie soll mir nur sagen das man für 4 mal Helium auch 4 mal Wasserstoff braucht ... Ansonsten keinen Schimmer -.-
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Hallo!
> 1. Wie kann man die Bindungsenergie der Nukleonen
> berechnen?
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> 2. In der Sonne wird Energie aus der Fusion von [mm]_{1}^{1}H[/mm]
> zu [mm]^{4}_{2}He[/mm] erzeugt. Die Nettogleichung lautet:
> [mm]4_{1}^{1}H\to^{4}_{2}He+2\beta^{+}+2v_{e}+\gamma+24.5[/mm] MeV
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> (a)Wie hoch ist die Verbrauchsrate an [mm]_{1}^{1}H-Kernen,[/mm]
> wenn auf der Erde eine Strahlungsintensität von S = 1.4
> kWm−2 (Solarkonstante) ankommt? Der Abstand Erde–Sonne
> beträgt [mm]r=1.5*10^{8}km.[/mm]
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> (b) Wieviel Masse verliert die Sonne durch Abstrahlung pro
> Jahr?
> 1.) [mm]E=mc^{2}[/mm] (m ist die Masse der Protonen und Neutronen)
Naja, mehr wie ein Schlagwort ist das nicht. Was genau ist hier m?
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> Zu 2a.) fällt mir nichtmal ein Ansatz ein ... Ich hab eine
> Intensität und einen Abstand. Was soll ich daraus machen
> ?!
Nunja, denk mal nach. Um die abgestrahlte Leistung der Sonne zu messen, müßtest du die Sonne in eine Hohlkugel packen, und die Leistungenergie messen, die von innen auf die gesamte Kugelfläche trifft.
Das ist praktisch aber nicht realisierbar. Aber: Da es eine Hohlkugel ist, trifft auf jeden Quadratmeter die gleiche Leistung. Du mußt also gar nicht überall messen...
> Wenn ich wüsste wieviel Energie entsteht bei der Fusion
> von 4 mal Wasserstoff zu 4*Helium ...
Doch, das steht da. Du hast die Reaktionsgleichung, es entstehen bei der Reaktion 24.5MeV (Mega-Elektronenvolt). Ein Elektronenvolt ist die Energie, die ein Elektron erhält, wenn es durch einen Kondensator mit 1V beschleunigt wird.
> Die Formel sagt mir so auch nichts und ich denke sie soll mir nur sagen das man für 4 mal Helium auch 4 mal Wasserstoff braucht ... Ansonsten keinen Schimmer -.-
Nee, nicht ganz.
Dort steht, daß vier Wasserstoff-Kerne mit jeweils einem Nukleon, von dem eines ein Proton ist (die Kerne bestehen also nur aus einem Proton) verschmelzen.
Und zwar zu einem einzigen Helium-Atom. Dieses eine Helium-Atom besteht aus vier Nukleonen, von denen zwei Protonen (und folglich zwei Neutronen) sind. Die Umwandlung von einem Proton zu einem Neutron geschieht unter Abgabe eines Positrons ( $e^+$ oder auch [mm] \beta^+ [/mm] ) und eines Elektron-Neutrinos ( [mm] \nu_e [/mm] ). Daher bekommst du insgesamt auch zwei Positronen und Neutrinos. Bei jeglichen Kernreaktionen sind die entstehenden Kerne angeregt, und "regen sich erstmal ab" - und geben dabei ein Gamma-Quant ( [mm] \gamma [/mm] ) ab. Zu guter letzt ist das ganze exotherm, und liefert 24.5MeV an Energie.
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