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Wissenschaftstheorie und Interpretationen der Physik Runder Tisch für Physiker, Erkenntnis- und Wissenschaftstheoretiker

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  #21  
Alt 18.05.17, 20:56
Nicht von Bedeutung Nicht von Bedeutung ist offline
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Standard AW: Welchen Wirkungsgrad besitzt die Sonne?

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Wenn du dir die Mühe machst, meine Ausführungen zu lesen, dann wirst du erkennen, dass hier lediglich ein Missverständnis, jedoch kein Fehler vorliegt.
...
Wie oben erklärt liegt kein Irrtum vor.

Ich habe schlichtweg den Eindruck, dass du nicht weißt, was du eigentlich vergleichen möchtest.
Und ich habe den Eindruck, dass du das Missverständnis, von dem du hier sprichst, selbst gar nicht erkennst. Nicht ich will etwas vergleichen, sondern du - ok, du willst etwas diffenenzieren, aber das führt zur selben Situation. Dabei gehst du davon aus, dass sich die Energiebilanz der Sonne von jener anderer Fusionsreaktoren unterscheiden würde und das man bei der Sonne gar etwas weglassen könnte, was definitiv falsch ist. Egal mit welchen Kapriolen man etwas differenzieren oder vergleichen möchte, E_zu=E_ab trifft immer zu und dabei ist es auch vollkommen egal, wo E_zu herkommt oder E_ab hingeht.

Selbst wenn Ich mit 98% Wirkungsgrad noch recht hoch angesiedelt ist, weil er höchstwahrscheinlich die Restmasse der Sonne wenn sie erloschen ist, weggelassen hat, so hat er immerhin einen Wirkungsgrad <=100% ermittelt. Seine Bilanz passte also von Anfang an.

Geändert von Nicht von Bedeutung (18.05.17 um 21:18 Uhr)
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  #22  
Alt 18.05.17, 21:24
nisus nisus ist offline
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Standard AW: Welchen Wirkungsgrad besitzt die Sonne?

ok...
das die elektromagnetische Strahlung erst in Sekundärprozessen entsteht, war mir so nicht klar und weist auf mein Missverständnis hin.
Diese resultierende Energie ist es , die ich meine...denn die kann ich zu gewissem Anteil sehen.
Das erschwert natürlich den Vergleich von Reaktionen der Fusion in der Sonne zu denen in Reaktoren, wenn es einen Unterschied der Prozesse gibt.

Die Bremsstrahlung wird dann in Wechselwirkung mit anderen Teilchen frei. Bei der Sonne weiß ich nicht mit welchen...beim Reaktor denke ich, es sind Stöße zwischen den Atomen der Reaktorwandung und zwischen den Ionen des Plasmas.

Damit würde ich die Systemgrenze zur Beschreibung eines Wirkungsgrades da ansetzen, wo die Umwandlung der kinetischen Energie in elektromagnetische statt findet. Dabei fehlt mir aber garantiert Hintergrundwissen, weil schon angedeutet wurde, daß es da wiederum Zwischenstufen gibt.

Die Initialisierungsenergie würde ich in beiden Fällen als gegeben betrachten, weil der Ursprung jeweils zu verschieden ist und letztlich nicht den Wirkungsgrad der allein betrachteten Fusion beeinflusst, wenn hier nur die Aussendung elektromagnetischer Strahlung aus Stoßprozessen betrachtet wird.

Daraus ergibt sich die Präzisierung der Frage dahingehend, wie hoch der Wirkungsgrad der Umwandlung von kinetischer Energie in elektromgnetische Energie ist, wenn als Grundlage die Fusion von Wasserstoff zu Helium betrachtet wird, so wie sie in der Sonne statt findet und in Reaktoren angestrebt wird.

Die Initialisierung und/ oder Aufrechterhaltungsenergie soll nicht betrachtet werden.

"Der Masseverlust umgerechnet in tatsächliche elektromagnetische Strahlungsenergie und Reste" - in Prozent...so etwa stelle ich mir das vor.

nisus
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  #23  
Alt 18.05.17, 21:43
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TomS TomS ist offline
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Standard AW: Welchen Wirkungsgrad besitzt die Sonne?

Zitat:
Zitat von Nicht von Bedeutung Beitrag anzeigen
Und ich habe den Eindruck ...
Nochmal - lies bitte, was ich schreibe!

Ich habe mehrfach geschrieben, dass man natürlich theoretisch die zur initialen Zündung benötigte Energie mit betrachten muss. Dann erhält man eine vollständig Energiebilanz.

Das ist jedoch für praktische Überlegungen heute bei als konstant "brennender" Sonne irrelevant. Außerdem ist es irrelevant für den praktischen Begriff des Wirkungsgrades, in den die zum praktischen Betrieb zugeführte und die praktisch abgeführte und verwertbare Energie eingehen. Da wirst du die initiale Zündung nicht betrachten. Dass du dabei nicht die vollständige Energiebilanz berücksichtigst ist egal (im Falle des Verbrennungsmotors ist es dir auch egal, wie die Energie ins Benzin hineingelangt ist).

Ich unterscheide also zwischen der insgs. vorliegenden Energiebilanz - die sicher die Energieerhaltung erfüllt, nach der aber nicht gefragt war - und zwischen dem Wirkungsgrad - den hier noch keiner definiert hat. Die Energiebilanz ist insofern wichtig, als man alle beteiligten Energieformen aufnimmt und anschließend die für den Wirkungsgrad relevanten identifiziert.

Ich's Aussage zum Wirkungsgrad wurde leider auf den Reaktor übertragen und falsch interpretiert. DAS Missverständnis sollten wir aufklären, das würde helfen.
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Geändert von TomS (18.05.17 um 21:53 Uhr)
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  #24  
Alt 18.05.17, 21:58
Nicht von Bedeutung Nicht von Bedeutung ist offline
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Standard AW: Welchen Wirkungsgrad besitzt die Sonne?

Ich lese, was du schreibst. "Wenn man, wenn man, wenn man..."
Nein, eben nicht wenn man! E_zu=E_ab egal ob wenn man oder nicht.
Man hat eine Energie (E_in) zur Verfügung, egal woher sie kam, kommt oder evtl. noch kommen wird. Von dieser Energie zieht man Verluste (E_loss) ab und erhält dann die nutzbare Energie (E_out) und den Wirkungsgrad in Prozent anschließend über E_out/E_in*100%. Was du da nun an verschiedenen Szenarien, warum auch immer, noch anschaulicher machen willst, ist vollkommen unerheblich.

Dass nisus, wie zuvor auch angenommen, den Wirkungsgrad der eigentlichen Strahlungsenergie wissen wollte, hat er in seinem letzten Beitrag nochmal bestätigt.

Gibt es sonst noch etwas, was dMn verkompliziert werden müsste?
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  #25  
Alt 18.05.17, 22:24
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Standard AW: Welchen Wirkungsgrad besitzt die Sonne?

Schreibe bitte deine vollständige Energiebilanz und deine Definition des Wirkungsgrades für die Sonne hin; das würde helfen.
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  #26  
Alt 18.05.17, 22:41
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Standard AW: Welchen Wirkungsgrad besitzt die Sonne?

Zitat:
Zitat von TomS Beitrag anzeigen
Schreibe bitte deine vollständige Energiebilanz und deine Definition des Wirkungsgrades für die Sonne hin; das würde helfen.
Ok...
Was bitte ist eine Energiebilanz?

Es ist durchaus nicht so, dass ich das nicht wüsste, aber vllt. irre ich mich ja auch. Anders kann ich mir dein unbeholfenes Nachhaken ehrlich nicht erklären.
Also ganz konkret, was genau willst du? Was hast du an meinen eigentlich sehr simplen Ausführungen nicht verstanden?
Wenn du bis jetzt noch keine Energiebilanz von mir erkennen konntest, dann tust du mir nur noch leid.
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  #27  
Alt 18.05.17, 22:46
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Standard AW: Welchen Wirkungsgrad besitzt die Sonne?

Zitat:
Zitat von Nicht von Bedeutung Beitrag anzeigen
Ok...
Was bitte ist eine Energiebilanz?

Es ist durchaus nicht so, dass ich das nicht wüsste, aber vllt. irre ich mich ja auch. Anders kann ich mir dein unbeholfenes Nachhaken ehrlich nicht erklären.
Also ganz konkret, was genau willst du? Was hast du an meinen eigentlich sehr simplen Ausführungen nicht verstanden?
Wenn du bis jetzt noch keine Energiebilanz von mir erkennen konntest, dann tust du mir nur noch leid.
Also entweder, du bist schwer von Begriff, oder es steckt böser Wille dahinter.
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  #28  
Alt 18.05.17, 22:49
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Standard AW: Welchen Wirkungsgrad besitzt die Sonne?

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Also entweder, du bist schwer von Begriff, oder es steckt böser Wille dahinter.
Natürlich, ich wieder...
Lösch' mein Konto, bevor ich ich mich hier totlache! Danke.
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  #29  
Alt 18.05.17, 23:41
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Standard AW: Welchen Wirkungsgrad besitzt die Sonne?

Zitat:
Zitat von nisus Beitrag anzeigen
Das erschwert natürlich den Vergleich von Reaktionen der Fusion in der Sonne zu denen in Reaktoren, wenn es einen Unterschied der Prozesse gibt.
Es gibt zwei wesentliche Unterschiede:
1) in der Sonne findet aufgrund anderer Bedingungen (wesentlich höherer Druck, geringere Temperatur) primäre = Fusionsprozesse statt, die es in Reaktoren nicht (nicht nennenswert) gibt.
2) in der Sonne finden außerdem sekundäre = Umwandlungsprozesse von kinetischer Energie der Reaktionsprodukte in elektromagnetische Strahlung statt, die es in Reaktoren nicht (nicht nennenswert) gibt.

Zitat:
Zitat von nisus Beitrag anzeigen
...beim Reaktor denke ich, es sind Stöße zwischen den Atomen der Reaktorwandung und zwischen den Ionen des Plasmas.
Daraus resultiert m.W.n. u.a. gamma-Strahlung. Aber im wesentlichen versucht man, Neutronen vollständig zu absorbieren und über thermische oder weitere Fusionsprozesse deren kinetische Energie in nutzbare Form umzuwandeln.

Willst du das diskutieren? Oder nur den reinen Fusionsprozess.

Zitat:
Zitat von nisus Beitrag anzeigen
Damit würde ich die Systemgrenze zur Beschreibung eines Wirkungsgrades da ansetzen, wo die Umwandlung der kinetischen Energie in elektromagnetische statt findet.
Hm.

Im Falle des Reaktors spielt elektromagnetische Energie kaum eine Rolle, im Falle der Sonne nicht direkt aus dem dich interessierenden Fusionsprozess, sondern nur indirekt über sekundäre Prozesse.

Zitat:
Zitat von nisus Beitrag anzeigen
Die Initialisierungsenergie würde ich in beiden Fällen als gegeben betrachten, weil der Ursprung jeweils zu verschieden ist und letztlich nicht den Wirkungsgrad der allein betrachteten Fusion beeinflusst, wenn hier nur die Aussendung elektromagnetischer Strahlung aus Stoßprozessen betrachtet wird.

Die Initialisierung und/ oder Aufrechterhaltungsenergie soll nicht betrachtet werden.
OK.

Ich würde dann jedoch nicht von "Wirkungsgrad" sprechen, denn dafür benötigst du die dominierende eingesetzte Energie, d.h. im Falle des Reaktors Einschluss plus Heizung sowie die dominierende effektiv nutzbare Energieform, d.h.im Falle des Reaktors gerade nicht die elektromagnetische Energie)

Zitat:
Zitat von nisus Beitrag anzeigen
Daraus ergibt sich die Präzisierung der Frage dahingehend, wie hoch der Wirkungsgrad der Umwandlung von kinetischer Energie in elektromagnetische Energie ist, wenn als Grundlage die Fusion von Wasserstoff zu Helium betrachtet wird, so wie sie in der Sonne statt findet und in Reaktoren angestrebt wird.

"Der Masseverlust umgerechnet in tatsächliche elektromagnetische Strahlungsenergie und Reste" - in Prozent...so etwa stelle ich mir das vor.
Also

vorhandene Energie = kinetische (thermische) Energie + Ruheenergie der dann fusionierenden Kerne
resultierende Energie = kinetische (thermische) Energie + Ruheenergie der resultierenden Kerne + Gesamtenergie der Neutronen + Gesamtenergie der Neutrinos + Gesamtenergie der Photonen

Und dafür nun für jeden einzelne Term zunächst den entsprechenden Wert.

Richtig?
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Sokrates

Geändert von TomS (18.05.17 um 23:47 Uhr)
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  #30  
Alt 18.05.17, 23:55
nisus nisus ist offline
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Standard AW: Welchen Wirkungsgrad besitzt die Sonne?

wieder wiki :

Masse der Sonne
m = 1,9884 exp 30 kg

Alter der Sonne
t = 4,57 exp 9 a

Fusion noch mindestens
t = 4,5 exp 9 a

nach Einstein entspricht das Energieäquivalent der jetzigen Sonne

E = m * c`2
= 1,78956 exp 47 J

pro Jahr verliert die Sonne
m = 1,3 exp 17 kg

in Form abgestrahlter Energie aus Fusionsprozessen.

Ausgegangen davon, daß dieser Wert unverändert bleibt über den gesamten Zeitraum der Lebensdauer der Sonne, war die Anfangsmasse

m(akt) + ( m(dif/a) × Alter in a)
m(start) ~ m(akt)

damit nehme ich die Endmasse kongruend zur aktuellen Masse
also

m(start) ~ m(akt) ~ m(ende)

Das Energieäquivalent beschreibt also angenähert den mindest notwendigen Bedarf an "Herstellungsenergie" der Sonne
und lässt die Initialisierungsenergie zu

E(ein) > 1,78956 exp 47 J

in die Rechnung eingehen.

Über den gesamten Zeitraum der abgelaufenen und zu erwartenden Fusion von

t = 9,07 a

mit der jährlichen Umsetzung von

m = 1,3 exp 17 kg

ergibt sich ein Masseverlust von

t * m = 1,1791 exp 18 kg

was

t * m * c`2 = 1,06119 exp 35 J

entspricht.

...

das wären gerade mal ein Wirkungsgrad von

5,93 exp - 11 % ....

bezogen auf die Ausgangsmasse und damit wäre der Wirkungsgrad beschissener als die Lichtausbeute von einem Stück Holz an einer 1,5 Volt Batterie...- und nicht Gegenstand der Diskussion!

nisus
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