THEMA: Entropie der Sonne

Durch die Energie der Kernschmelze ist die Entropie in der Sonne gesunken. Sie ist jetzt geringer als zu der Zeit, da sie sich zusammen ballte. Allerdings hat man bei dieser Rechnung nicht alle vier Kräfte im Blick. Ist nicht die Kernverschmelzung ein Vorgang, durch den Entropie erhöht wird? So verstehe ich es jedenfalls.

MartinO,

1. und 2. Hauptsatz der Thermodynamik.

Energieerhaltung und generelle Entropiezunahme.

Die Energie in einem geschlossenen System bleibt stets erhalten. Die Sonne ist kein geschlossenes System.

Die Unordnung nimmt vom Zentrum der Sonne nach außen hin zu.
Außerhalb der Sonne auch, wenn die abgestrahlte Energie und Materie sich im Raum verteilt.

Und selbstverständlich finden alle Grundkräfte in der Sonnenphysik Berücksichtigung.

Was wär denn das für ein Sonnenmodell, wenn man da was außen vorließe ?

Und vielleicht noch eine Bemerkung: man spricht beim Energiegewinnungsprozess im Innern von Sternen nicht von Kernschmelze sondern von Kernfusion.
Die Kernschmelze wird meist verwendet, wenn Kernspaltreaktoren verunglücken und dann die unkontrollierte Kernspaltung zu einer Schmelze des umgebenden Materials führen.
Dann verkürzt man das gerne auf den Begriff Kernschmelze.

Thomas

Danke.
Wie ist aber nun die Entropiebilanz der Sonne seit ihrer Entstehung? Gibt sie mehr Entropie an die Umgebung ab als in ihr entsteht?

Der Begriff Entropie steht für ein Maß von Ordnung.

Wenn die Sonne aus Wasserstoff Helium fusioniert, dann nimmt die Ordnung zu. Wenn die daraus gewonnene Energie emittiert wird, dann nimmt sie ab.
Am Ende, wenn die Sonne als weißer Zwerg enden wird, dann bleibt ein noch wohlgeordenter Sternrest übrig, während sich die meiste Sternmaterie im Laufe des Sternlebens der Unordnung hingegeben hat, sprich in den umgebenden Weltraum sich verabschiedet hat.
Auch der Sternrest kühlt aus, gibt also Strahlung ab.

Wenn der weiße Zwerg die Temperatur angenommen hat, die auch seiner Umgebung entsprechen, also in ferner Zukunft, was dann mit seiner Materie geschieht, weiß ich nicht.

Das Prinzip der Entropiezunahme bleibt aber auch dann bestehen.

Thomas

Martin-O schrieb: Danke.
Wie ist aber nun die Entropiebilanz der Sonne seit ihrer Entstehung? Gibt sie mehr Entropie an die Umgebung ab als in ihr entsteht?

Hi Martin,
die Energie des Gravitationsfeldes eines Sterns und die Energie des Gases stehen in einem festen Verhältnis zueinander. Daraus kann abgeleitet werden, daß ein Stern eine negative spezifische Wärme und Entropiekapazität besitzt. Dies bedeutet, er reagiert auf Energie- und Entropieverlust mit Kontraktion und Aufheizung. Diese Eigenschaft ist wichtig für das Verständnis der Struktur der Sternentwicklung. Sie ist allein verantwortlich für die Gestalt und Abstrahlungscharakteristik unserer Sonne. Insbesondere ist die hohe Temperatur des Sonneninnern kein Ergebnis der in ihr ablaufenden Kernfusionsreaktionen, sondern wird bereits während der anfänglichen Kontraktion, vor Beginn des Wasserstoffbrennens, erreicht. Die negative spezifische Wärme und Entropiekapazität führen erst dazu, daß durch die Aufheizung beim Energieverlust die zur Kernfusion notwendige Temperatur erreicht wird (soweit ich weiß).

Ich habe gerade bemerkt, dass es zu dem Thema vor Kurzem schon ein einen Thread gab, der allerdings sich in Wahrscheinlichkeitsrechnung auflöste.
Hier das aussagekräftigste Posting darin:
Entropie bei Kernfusion

Martin-O schrieb: Ich habe gerade bemerkt, dass es zu dem Thema vor Kurzem schon ein einen Thread gab, der allerdings sich in Wahrscheinlichkeitsrechnung auflöste.
Hier das aussagekräftigste Posting darin:
Entropie bei Kernfusion

Hi Martin,
naja, bei Entropie klingelt reflexartig die Wahrscheinlichkeit. Man braucht für die Physik der Sonne keine Wahrscheinlichkeitsrechnungen sondern im Großen und Ganzen die fünf Parameter Druck p(r), Radius r(r), Masse m(r), Temperatur T(r) und Energiestromdichte j (r) mit den entsprechenden Grundgleichungen.

Die negative spezifische Wärme eines Sterns ist gleichbedeutend mit einer negativen Entropiekapazität. Der Stern verringert seine Energie durch Abgabe von Entropie und erhöht sie durch Entropiezufuhr oder -produktion. Eine Änderung der Entropie des Sterns ist verbunden mit einer entsprechenden Energieänderung und daher einer umgekehrten Temperaturänderung. Kontraktion und Aufheizung ist verbunden mit Entropieverlust, Expansion und Abkühlung nur möglich durch Entropieaufnahme. Es gibt im wesentlichen zwei Effekte, die den Entropieinhalt eines Systems beschreiben. Die Entropie ist um so größer:
• je größer das Volumen (entspricht höherer Unordnung im Ortsraum)
• je größer die Temperatur (entspricht höherer Unordnung im Impulsraum)
Diese zwei Effekte sind bei der Expansion bzw. Kontraktion eines Sternes nun gerade gegenläufig. Die z.B. bei einer Entropieerhöhung auftretende Volumenvergrößerung ist so überproportional groß, daß die Temperatur gleichzeitig absinken muß.

MaW: ein großer kühler Stern enthält mehr Entropie, als ein kleiner heißer Stern.