Grenzen erreicht?

[mac]

Hallo,

Eins nach dem Anderen, zu einigen Begriffen muß ich auch erst nachlesen.

Wir kennen die Temperatur der Hintergrundstrahlung: 2,725 K.
Das ist doch die heutige 'Raumtemperatur' des Universums, oder? Und die ist umgekehrt proportional zu den mittleren Teilchenabständen.

Ein Schwarzkörperstrahler mit der Temperatur 2,7.. Kelvin würde das Frequenzspektrum abgeben, daß wir bei der Hintergrundstrahlung messen können. Siehe dazu: http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzk%C3%B6rper.

Das bedeutet in diesem Falle, daß man die Temperatur des Schwarzkörpers nicht mit einem 'Fieberthermometer' misst, sondern anhand der spektralen Verteilung der elektromagnetischen Wellen, die er abstrahlt definiert.


Zur 'frequenzabhängigen Eigentemperatur' kann ich noch nichts sagen, dazu müßte ich erst mal verstehen, was Du Orbit, damit genau meinst.

Und bei der Plasmatemperatur - hier handelt es sich doch um die sog. Debye-Temperatur, oder? - scheint es sich m.E. um die 'Innentemperatur' von Molekülen zu handeln, die zwar viel niedriger als die Teilchentemperatur ist, aber immer noch weit über der Raumtemperatur. Aber auch die Moleküle geben ihre Eigentemperatur wie die Teilchen nicht an die Umgebung ab.

auch hier müßte ich mich noch zu den einzelnen Begriffen informieren. Nur eins schon mal vorweg. Plasma bezeichnet man auch als 4. Aggregatzustand. Hier sind die Elektronen eines Atoms vom Atom getrennt. Dieser Zustand schließt die Existenz von Molekülen aus.


Herzliche Grüße

MAC

[Orbit]

mac
Worin unterscheidet sich Deine Aussage über die Schwarzkörperstrahlung von meiner, ausser dass ich mich mit 'Raumtemperatur' etwas saloper ausgedrückt habe?

Zur 'Innentemperatur' von Teilchen:
So wie Du einem Teilchen eine Ruhemasse, eine Eigenfrequenz und eine Compton-Wellenlänge zuordnen kannst, so kannst Du ihm auch eine Eigentemperatur zuordnen, wobei die ptoentielle Energie des Teilchens einfach durch die Boltzmann-Konstante gerechnet werden muss:
T = hf/kB = hc/(Lambdac*kB) = mc^2/kB
Für das Proton ergibt das eine Temperatur von 1.09E13 K.
Für das Elektron rund 1836 mal weniger.

Nur eins schon mal vorweg. Plasma bezeichnet man auch als 4. Aggregatzustand. Hier sind die Elektronen eines Atoms vom Atom getrennt. Dieser Zustand schließt die Existenz von Molekülen aus.

So wie ich das verstanden habe, ist das nur der extremste Spezialfall eines Plasmas. Plasmen sind in der Regel Konglomerate aus Ionen, Elektronen, aber auch neutralen Atomen und Molekülen, wobei der Ionisierungsgrad beträchtlich sein muss.

Gruss Orbit

[mac]

Hallo Orbit,

Worin unterscheidet sich Deine Aussage über die Schwarzkörperstrahlung von meiner, ausser dass ich mich mit 'Raumtemperatur' etwas saloper ausgedrückt habe?

der mittlere Teilchenabstand hat zunächst mal nichts mit der Temperatur eines Teilchens zu tun. Ein Eisblock auf der Erdoberfläche hat einen viel kleineren mittleren Teilchenabstand als eine Dampfwolke.


Die von Dir so genannte innere Temperatur ist dann praktisch die ‚Übersetzung’ der Masse, vollständig in Energie und diese dann in Temperatur, als wäre es die kinetische Energie des Teilchens, so wie hier:

Die gemessene Absolute Temperatur ist direkt proportional zur kinetischen Bewegungsenergie der Teilchen. So hat z. B. ein Wasserstoffmolekül bei Raumtemperatur eine mittlere Geschwindigkeit von ~1200 m/s, das sechzehnmal schwerere Sauerstoffmolekül dagegen nur 300 m/s, wobei die kinetische Energie der beiden Teilchen übereinstimmt.

Aus: http://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rme Die Differenz die sich bei Raumtemperatur (üblich 293 K) ergibt, liegt (denke ich) an der Verwendung von ‚mittlerer Geschwindigkeit’ für die Temperatur des Gases.

So wie ich das verstanden habe, ist das nur der extremste Spezialfall eines Plasmas. Plasmen sind in der Regel Konglomerate aus Ionen, Elektronen, aber auch neutralen Atomen und Molekülen, wobei der Ionisierungsgrad beträchtlich sein muss.

Ja, in einem realen Gas wird es auch immer Atome geben, die gerade solo sind, aber alle Elektronen haben und ebenso auch Moleküle (H2 z.B.). Die sind dann allerdings nicht im Plasma-Zustand.


Die innere Temperatur kann bei der Temperaturangabe des Sonnenwindes nicht gemeint sein, denn die Teilchen des Sonnenwindes sind keine Photonen im GeV-Bereich, sondern (überwiegend) Protonen und Heliumkerne, mit der Geschwindigkeit des Sonnenwindes eben (300 – 900 km/s im Abstand der Erde?) woraus sich ja für ein Proton mit 300 km/s eine Temperatur von

K = 295 * (300000/1200)^2 = 9E6 K

ergäbe.

Herzliche Grüße

MAC

[Orbit]

Hallo mac

der mittlere Teilchenabstand hat zunächst mal nichts mit der Temperatur eines Teilchens zu tun.

Natürlich nicht. Genau das will ich ja u.a. mit meinen Beiträgen hier gerade sagen!

Die von Dir so genannte innere Temperatur ist dann praktisch die ‚Übersetzung’ der Masse, vollständig in Energie und diese dann in Temperatur, als wäre es die kinetische Energie des Teilchens

Nicht ganz. Da muss keine Masse in Energie übersetzt werden. Masse ist Energie. Hast Du da nicht irgendwie die Vorstellung, Masse sei ein toter Klumpen?
Ein Proton erhält seine Ruhemasse durch einen inneren dynamischen Prozess, der in der der Formel
m=hf/c^2 zum Ausdruck kommt, wobei h das unverminderte Plancksche Wirkungsquantum und f die Compton-Frequenz ist.
Was Du sonst noch zum Thema Temperatur schreibst, bezieht sich alles nicht auf diese Quantentemperatur, sondern auf die ganz normale Thermodynamik

Ja, in einem realen Gas wird es auch immer Atome geben, die gerade solo sind, aber alle Elektronen haben und ebenso auch Moleküle (H2 z.B.). Die sind dann allerdings nicht im Plasma-Zustand.

Ich denke, dass Du da einen zu engen Begriff vom Plasma hast. Der Begriff ist nicht so scharf definiert, wie Du Dir das vorstellst. Schau mal hier
http://de.wikipedia.org/wiki/Plasma_%28Physik%29
unter 'Eigenschaften von Plasmen'.

Die innere Temperatur kann bei der Temperaturangabe des Sonnenwindes nicht gemeint sein,...

Genau. Da geht es um ganz normale Thermodynamik (siehe oben)

Herzliche Grüsse
Orbit