Beschreibung des Inneren der Sonne

Lässt sich das Innere der Sonne als ideales Gas beschreiben?

Um einen Gaskörper als ideales Gas zu beschreiben, muss meines Wissens nach der Abstand zwischen den Partikeln viel größer sein als die Größe der tatsächlichen Partikel.

Wie könnte man begründen, ob die Sonne dazu passt?

Im Inneren der Sonne liegen Teilchen so dicht beieinander, dass sie verschmelzen. Erfüllt dies Ihrer Meinung nach das von Ihnen genannte Idealgaskriterium?
Ich versuche, eine quantitativere Art der Argumentation zu finden. Wie könnte man den Abstand zwischen diesen Teilchen in der Sonne finden? Sicher würde es die mittlere Temperatur und Dichte des Sterns beinhalten?
Die ideale Gasnäherung von punktförmigen Teilchen, die entweder nicht oder nur elastisch wechselwirken, ist im Sonneninneren eine sehr gute Näherung.
Wenn Ihre Definition des idealen Gases nur das Gesetz des idealen Gases ist, PV=nRT , dann ist Plasma fast ideal.

Antworten (1)

Die Dichte des Solarkerns beträgt 150 g/cc und bei einer Temperatur von 1.5 × 10 7 K.

Nehmen Sie für eine grobe Berechnung an, dass alles ionisierter Wasserstoff ist (Protonen und Elektronen).

Die Masse ist alles in Protonen, mit einer Zahlendichte von 1.5 × 10 5 / 1,67 × 10 − 27 = 9 × 10 31 M − 3 , mit einer gleichen Anzahl von Elektronen.

Der durchschnittliche Partikelabstand ist ungefähr die umgekehrte Kubikwurzel der Anzahldichte (stellen Sie sich jedes Partikel in einem Würfel vor), also ist es so 1.8 × 10 − 11 M. Die "Größe" eines Protons ist 10 − 15 m, also ist die Näherung punktförmiger Teilchen erfüllt.

Das ist jedoch unzureichend. Es muss auch so sein, dass die Partikel "nicht wechselwirkend" oder zumindest nur unelastisch wechselwirken. Fusion ist ein seltener Prozess, daher sind inelastische Stöße selten. Dass die Teilchen wenig Wechselwirkung haben, lässt sich zeigen, indem man die Coulomb-Energie beim mittleren Abstand mit der thermischen Energie vergleicht. e 2 / 4 π ϵ 0 k T ∼ 0,06 . Daher sind die Coulomb-Wechselwirkungen klein im Vergleich zur thermischen Energie und die Partikelbewegung wird nicht stark von den sie umgebenden Partikeln beeinflusst.

Das ist eine perfekte Antwort!
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