Was macht ein durch Elektronenentartung unterstütztes Gas druckisotherm?

Ich versuche zu verstehen, warum die Kerne der Roten Riesen isotherm sind. Sie werden von entarteten Elektronen aufgrund extremer Drücke im Verhältnis zur thermischen Energie im Kern unterstützt, was die Elektronen dazu zwingt, die niedrigsten Energiezustände bis nahe an die Ionisierungsenergie einzunehmen. Ich verstehe einfach nicht, was die Kerne fast isotherm macht.

Lässt die fehlende Temperaturabhängigkeit zu, dass die Wärmeenergie durch den Kern geleitet wird?

Sie haben die richtige Antwort darauf, warum das Gas isotherm ist, aber achten Sie auf eines: Ihre Formulierung klang so, als würden Sie glauben, dass die Entartung den Druck hoch macht, aber tatsächlich ist es die freigesetzte kinetische Energie, die den Druck hoch macht. Alles, was die Entartung bewirkt, ist die Temperatur niedrig zu halten, also senkt sie den thermischen Druck. Sie haben also Recht, der thermische Druck ist im Vergleich zum Gesamtgasdruck gering, aber die Entartung wirkt nur auf den ersteren, der letztere nur auf kinetische Energie.
Druck = Entartungsdruck + thermischer Druck gibt es nicht. Es ist nur Druck, der durch die Impulsverteilung der Teilchen verursacht wird, die eine Funktion von (Anzahl) Dichte und Temperatur ist. Die Aussage über das Verhältnis von Druck zu thermischer Energie (Dichte) ist richtig: Etwa 2/3 für ein nicht entartetes ideales Gas und von Ordnung ( E F / k T ) 2 für ein entartetes Gas.

Antworten (1)

Die Wärmeleitfähigkeit eines entarteten Fermionengases ist extrem hoch, da die mittleren freien Weglängen der Fermionen sehr groß sind. Die Fermionen können viel Impuls und viel höhere Geschwindigkeiten haben, als dies bei einem nicht entarteten Gas ähnlicher Temperatur der Fall wäre. Und da es nur wenige leere Niedrigenergiezustände gibt, können sie nicht leicht dissipative Streuereignisse erleiden, es sei denn, das beteiligte Fermion liegt über der lokalen Fermi-Energie.

Infolgedessen kann Wärme in Form von kinetischer Energie von Fermionen (Elektronen im Fall eines Heliumkerns, die durch Elektronenentartungsdruck getragen werden) leicht übertragen werden, bis das Gas isotherm wird.

"Und weil es nur wenige leere Niedrigenergiezustände gibt, können sie nicht leicht dissipative Streuereignisse erleiden, es sei denn, das beteiligte Fermion liegt über der lokalen Fermi-Energie." Das ergibt für mich sehr viel Sinn. Elektronen können Wärme vom Kern nach außen leiten, weil sie nicht leicht eingefangen werden. Natürlich findet dieser Prozess von heißeren Regionen zu kühleren statt. Verhindert dies, dass sich der Kern aufheizt? Oder ist das ein Prozess, der mit Neutrinoverlust zusammenhängt?
@handroski Im Prinzip ist ein entartetes Gas leicht aufzuheizen (ich nehme an, Sie meinen die Temperatur erhöhen), da es eine sehr geringe Wärmekapazität hat. Im He-Kern ist es komplizierter, weil die Ionen nicht entartet sind. Sie können als Senke für thermische Energie fungieren. Der Kern erwärmt sich, so entsteht Kohlenstoff ...
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