Was erfordert mehr zerstörerische Energie? Einen Planeten zerstören oder einen Planeten in zwei Hälften teilen

Ich möchte nur fragen, welche Option mehr zerstörerische Energie erfordert?

Option 1: Zerstöre einen Planeten wie die Erde in Schutt und Asche (winzige Gesteinsbrocken)

Oder

Option 2: Teilen eines Planeten wie der Erde in zwei Hälften (2 Teile) Dauerhaft, dass die Gravitationsbindungsenergie des Planeten die 2 Teile nicht wieder zusammenfügt

Bearbeiten 1: Für Option 1 meinte ich Trümmer von der Größe von Felsbrocken und mit Zerstörung meine ich eine Explosion zerstörerischer Energie. Bis zu dem Punkt, nicht einmal GBE wird die Felsen wieder zusammenfügen

Für Option 2 meinte ich eine saubere Scheibe in zwei Hälften, die GBE überwindet

PS: Ich kann ehrlich gesagt nicht beschreibender sein als diese Bearbeitung und versuche, nicht zu viel darüber nachzudenken. Ich schaue nur Anime-Scheiße, die verrückte Kunststücke vollbringen, und möchte wissen, wie viel Unterschied in der zerstörerischen Energie für beide Optionen erforderlich ist

Hallo, Hajhar, einen Punkt müssen Sie klären, um Ihre Frage zu beantworten. Option eins hat einen erdähnlichen Planeten in Schutt und Asche gelegt. Wenn sich der Schutt im Raum verteilt, muss er seine gravitative Bindungsenergie (GBE) überwinden. Wenn die Trümmer dort bleiben, wo der Planet war, dann hat er seine GBE nicht überwunden. Bitte bearbeiten Sie Ihre Frage, um dies zu verdeutlichen. Danke.
Wie verteilt müssen die Trümmer sein, können sie wieder zu einem Planeten zusammenwachsen? Denn um zwei kleine Planeten in völlig unterschiedliche Umlaufbahnen zu bringen, wird viel Energie benötigt. Denken Sie auch daran, dass zwei Halbplaneten, die nur wenige Zentimeter entfernt zusammenkommen, genug Energie liefern, um den Planeten wieder in einen geschmolzenen Lavaball zu verwandeln.
Nur ein sehr kleiner Teil der Erde ist fest genug, um in Schutt und Asche zu fallen. Die beiden Optionen sind grundsätzlich gleichwertig.
Einen Planeten ordentlich in zwei Hälften zu schneiden ist weitaus weniger entropisch begünstigt, als den Planeten in Stücke zu sprengen: dG=dH−TdS−SdT
Für die "unklare" enge Abstimmung scheint dies ziemlich klar zu sein.
@theRiley Es mag so scheinen, aber das kann nicht der Fall sein. Beachten Sie schließlich, dass es naiv ist, die Erde als ein Stück zu halten, weniger entropisch günstig ist als jede der beiden Optionen, aber der Planet explodiert nicht spontan. Warum das nicht stimmt, ist ein etwas subtiles Argument, das erfordert, dass Sie das Virial-Theorem berücksichtigen und die ursprüngliche Entropie berücksichtigen, die beim Zusammenwachsen des Planeten erzeugt wurde.
@el duderino - weder wird der Planet explodieren noch spontan halbiert werden. Mein Punkt ist nicht unbedingt die Nettoenergie zwischen den beiden, sondern einfach das Netto-Delta der Entropie zwischen den beiden Störungen begünstigt Splitter :) Ich bin jedoch kein Physiker, also nehmen Sie, was ich sage, mit einem Körnchen Salz. Vernünftigerweise wäre die Halbierung des Planeten astronomisch schwieriger zu erreichen als Smthereens. vielleicht spiegelt die freie Energie das wider, vielleicht auch nicht.
@theRiley Aber mein Punkt ist, dass der halbierte Planet tatsächlich eine höhere Entropie hat als der vollständig zerlegte. Die Entropie ist ein Maß dafür, auf wie viele Arten Sie einzelne Positionen und Geschwindigkeiten anordnen können, um am Ende denselben Makrozustand zu erhalten. Ich denke, das Problem ist, dass Sie nur Positionsänderungen in Betracht ziehen. Wenn Sie die Tatsache berücksichtigen, dass die zur Trennung des Planeten verwendete Energie aus innerer Energie stammen muss, stellen Sie fest, dass die Abnahme der Umlagerungen im Geschwindigkeitsraum tatsächlich die Zunahme des Positionsraums überwindet.
... TL;DR: Im Zusammenhang mit der Schwerkraft haben verschmolzene Massen entgegen der Intuition tatsächlich mehr Entropie als diffuse.
@el duderino - Sie sagen, es gibt mehr Ordnung in einer Zillion Stücken als in zwei? das scheint kaum richtig zu sein. Ich sage, es gibt weniger Ordnung in den Zillionen Stücken und begünstigt insofern diese Störung (Vernachlässigung der Enthalpie) - habe ich es falsch?
@theRiley Ja, es gibt mehr Ordnung in den Zillionen Stücken (zumindest im Zusammenhang mit diesem Problem). Wenn das falsch erscheint, liegt das daran, dass Sie nur die Hälfte des Bildes betrachten (dh Sie vernachlässigen die Neuanordnung der Geschwindigkeit). Dieses Konzept der Geschwindigkeitsumlagerung ist der Grund, warum die Entropie eines Gases zunimmt, wenn Sie es erhitzen, selbst wenn die Behältergröße gleich bleibt. Mein Standpunkt zu verschmolzenen Massen wird auch klar, wenn man sich den 2. Hauptsatz der Thermodynamik ansieht – wenn verschmolzene Massen eine geringere Entropie hätten, würden sich überhaupt keine Planeten bilden.

Antworten (4)

Ganz klar Variante 1:

Lassen Sie uns den Planeten iterativ in Schutt und Asche legen – hacken Sie weiter, bis er klein genug ist. Was ist der erste Schnitt? Ihre Option Nr. 2. Somit enthält Nr. 1 Nr. 2, leistet aber mehr und erfordert daher mehr Energie.

Gravitationsfeld ist konservativ. Um 10 kg dagegen als Ganzes zu bewegen, ist die gleiche exakte Energie erforderlich, um sie in 10 Stößen zu je 1 kg zu bewegen.
@L.Dutch Ja. Aber diese 1 kg Koteletts auseinander zu bewegen kostet auch Energie.
@LorenPechtel, in der Tat, genau das, was L.Dutch gerade gesagt hat, ein Objekt 10 Mal jeweils 10 Meter zu bewegen, erfordert die gleiche Energie wie das Bewegen von 100 Metern
@ L.Dutch Ich bin bei diesem Thema mit Loren zusammen. Die von Ihnen erwähnte Eigenschaft hat nichts mit der konservativen Natur des Gravitationsfeldes zu tun - das sagt nur aus, dass die Energie, die benötigt wird, um die einzelnen Steine ​​zu bewegen, nicht von ihrem Weg durch den Weltraum abhängt. Stattdessen hängt die von Ihnen erwähnte Eigenschaft davon ab, dass das Gravitationsfeld konstant ist, was nicht der Fall ist, wenn Sie anfangen, große Mengen an Masse von der Erde zu entfernen. Aber am wichtigsten ist, dass es die Tatsache ignoriert, dass Sie, wenn Sie den Planeten in zwei Hälften schneiden, anhalten müssen, nachdem Sie nur die Hälfte der Masse bewegt haben, anstatt die ganze.

Antwort ... es ist kompliziert.

Wie groß aus winzigen Steinbrocken besteht, im galaktischen Sinne ist die Erde schon ein winziger Felsenbrocken, aber offensichtlich war das nicht das, was Sie meinten. Aber würden Felsbrocken in der Größe von Bussen ausreichen, das ist definitiv winzig im Vergleich zur Erde, aber nicht im Vergleich zu Kies, der in der Tat winzige Felsbrocken sind ... also ist es in gewissem Sinne auch Sand. Je kleiner man die Gesteinsbrocken macht, desto mehr Arbeit braucht man dafür...

Option 1 ist also offen für Interpretationen ... aber bedenken Sie, dass es viel einfacher ist, einige Steine ​​​​in kleinere Steine ​​​​zu zerlegen, als Atome zu spalten. Steine ​​​​sind nur einfache Moleküle von Atomen, die auf eine bestimmte Weise angeordnet sind.

Warum ist das wichtig, fragen Sie? Einfach, Sie wollen den Planeten in zwei Hälften teilen. Wenn ich jetzt annehmen würde, dass Sie perfekt in zwei Hälften gemeint haben, was ich für komödiantische Zwecke glaube, dann muss dieser perfekte Schnitt so fein sein, dass er Atome auseinander schneidet, was eine dauert enorm viel mehr Energie. und ich meine riesig, irgendwo in der Region von vielen vielen Nullen über Atom, und es gibt nicht nur ein paar Atome zwischen einer Seite des Planeten und der anderen

Dann bedenken Sie natürlich, dass der größte Teil der Erde kein Gestein ist ... es ist Lava und andere leicht warme Dinge, also müssten Sie nur die oberen 20 km abbrechen, bevor Sie es nicht mehr mit Gestein zu tun haben, also Sie konnte es nicht in winzige Stücke von etwas zerbrechen, das es nicht gibt, vielleicht Lavakügelchen. hat aber nicht den gleichen Klang.

das ist natürlich wieder wohl nicht das, was du gemeint hast. Aber bedenken Sie ... Der einzige Weg, den Planeten in zwei Teile zu teilen und sie nicht aufgrund der Gravitationsbindungsenergie wieder zu kombinieren. ist, eines von zwei Dingen zu tun

  1. Teilen Sie sie in zwei Hälften und bewegen Sie eine Hälfte in eine völlig andere Umlaufbahn, wo sie wahrscheinlich nie wieder zueinander hingezogen werden.
  2. Teilen Sie sie in zwei Hälften und drehen Sie beide Hälften so, dass sie einen zentralen Punkt zwischen sich umkreisen, während sie die Sonne umkreisen.

Die Tatsache, dass Sie nicht angegeben haben, dass die "winzigen Gesteinsbrocken" sich nicht irgendwann wieder verbinden dürfen, bedeutet, dass sich nach der Zerstörung des Planeten das Trümmerfeld ähnlich dem Asteroidengürtel bilden würde, der sich eines Tages wieder verbinden könnte einen anderen Planeten zu machen. Die kleinen Steine ​​müssen also nicht allzu viel bewegt werden.

Und das ganze Gestein zu bewegen ist mindestens so, als würde man es auseinander brechen. Option 2 würde also wahrscheinlich mehr Energie erfordern.

Entschuldigung

Ich möchte mich nur im Voraus entschuldigen, wenn irgendetwas davon sarkastisch klang ... es sollte nicht sein, ich hatte eine dieser Wochen, in denen ich ging und das gesamte XKCD noch einmal las ... Ich denke vielleicht in seinem Schreibstil gerade

Es wurde also bereits ein wenig nachgeforscht, um diese Frage zu beantworten .
Um einen Planeten in winzige Trümmer im Stil eines Todessterns zu sprengen, würde man 2.000.000.000.000.000.000.000.000.000 Joule Energie benötigen.
Die gesamte Energieabgabe unserer Sonne beträgt nur 380.000.000.000.000.000.000.000.000 Joule, also würden Sie die gesamte Energieabgabe der Sonne für eine Woche benötigen, um so viel Energie zu erhalten, nur um Ihnen ein wenig Perspektive zu geben.

Nun, Sie könnten tatsächlich so viel Energie "ziemlich leicht" erhalten, wenn es sich um einen Positronenlaser, auch bekannt als Antimaterielaser, handelt, aufgrund der gesamten Masse-/Energieumwandlung, die stattfindet, wenn Materie vernichtet wird.

Option 2 würde viel mehr Energie erfordern, da es in zwei gleiche Teile zerlegt wird, insbesondere wenn so viele Flüssigkeiten beteiligt sind (Wasser, geschmolzenes Gestein usw.), und diesen beiden Teilen dann genügend Schub zu geben, um sich voneinander zu entfernen eigentlich viel mehr, als sie nur zu zerschmettern. Und wenn Sie die beiden Hälften nicht weit genug auseinander bringen, stoßen sie einfach aneinander, bis nur noch viele kleinere Steine ​​übrig sind.

Laut dieser großartigen Antwort beträgt die dafür benötigte Energie 125.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 Joule, was viel mehr ist.

Wenn Sie mit "zu Schutt reduzieren" meinen, dass jedes Stück getrennt wird, dann erfordert dies viel mehr Energie als die Aufspaltung in zwei große, gravitativ ungebundene Stücke , von denen jedes noch gravitativ an sich gebunden ist .

Darüber hinaus benötigen Sie viel zusätzliche Energie, um das Zerbrechen durchzuführen, das chemische und mechanische Bindungen überwinden muss. Das ist im Grunde dasselbe wie die Beobachtung von Loren Pechtel.

Was erfordert mehr zerstörerische Energie? Einen Planeten zerstören oder einen Planeten in zwei Hälften teilen
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