Hätte man einen Stecknadelkopf, der so heiß wäre wie die Sonne, und würde man diesen irgendwo auf der Erde platzieren, würden wir alle sofort verbrennen?

... komplette Frage anzeigen

11 Antworten

Die genaue Antwort gibt Dir das Stefan-Boltzmann-Gesetz. Es sagt, wieviel Watt Strahlungsleistung ein warmer Körper pro Quadratmeter seiner Oberfläche abstrahlt, wenn die Temperatur gegeben ist.

https://de.wikipedia.org/wiki/Stefan-Boltzmann-Gesetz

Besonderes Augenmerk verdient die Tatsache, daß dieses Gesetz stark nichtlinear ist: Die Leistungsdichte wächst mit der 4-ten Potenz der Temperatur. Das heißt: Bei verdoppelter Temperatur wächst die Strahlungsleistung des Körpers auf das 16-fache, und bei der 1000-fachen Temperatur wächst die Leistung um den Faktor 10^12, also eine Billion.

Dies sollte man sich klar machen, um darauf gefaßt zu sein, daß eine Stecknadel mit 1 mm Radius, also 3,14 qmm Oberfläche, bei 5778 Kelvin Temperatur nur gerade 200 Watt abgibt -- bei 15 Millionen Kelvin aber 9000 Terawatt.

Vorstellbarer wird die Stärke dieser Strahlung, wenn man den Abstand berechnet, den man benötigt, um sich an dem heißen Kügelchen nicht zu verbrennen. Diesen Abstand zu berechnen ist leicht, wenn man bedenkt, daß die Strahlungsdichte mit dem Kehrwert des Abstandsquadrates kleiner wird. Ist die Strahlenquelle um den Faktor F wärmer, so strahlt sie um den Faktor F^4 stärker und ich muß von ihr um den Faktor F^2 weiter weg sein, um die gleiche Strahlungsleistung abzubekommen. 3000 mal wärmer bedeutet also: Man muß auf 9000000 fachen Abstand gehen. Ist es in 1 m Abstand zu der 200-Watt-Birne noch gut auszuhalten, so sollte man, wenn das Stück aus dem Sonneninneren irgendwo auftaucht, so weit weg sein, wie der Atlantik breit ist.

Daran würde ich mich auch dann halten, wenn das fragliche Materiestück nur gespeicherte Wärme enthalten sollte, und entweder augenblicklich zu einer Plasmawolke verpuffen oder, falls es aus einem utopischen Superwerkstoff bestünde, binnen Sekunden oder Minuten abgekühlt sein würde.

Was aber, wenn wir es mit einem Stecknadelkopf zu tun hätten, der seine Temperatur kraft irgendeiner inneren Energiequelle aufrecht erhielte, wie die rotglühenden Plutoniumpellets, die die Raumsonden im äußeren Planetensystem mit Energie versorgen? Bei einem Reiskorn mit der Temperatur der Sonnenoberfläche wäre die Leistung eben in einer für Raumfahrtzwecke praktischen Größenordnung. Nur ist heute kein annähernd so temperaturfester Werkstoff bekannt, daß man daraus Behälter und Befestigungen dafür herstellen könnte. Ein dauerhaft strahlendes Stück aus dem Sonneninneren wäre ein phantastischer Raumschiffsantrieb, aber es technisch zu handhaben wäre weit jenseits aller heute vorstellbaren Möglichkeiten.  

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung
Kommentar von Franz1957
25.07.2016, 23:53

Berichtigung: Eine Stecknadel mit 1 mm Durchmesser hat 3,14 qmm Oberfläche.

0

Das ist ein bisschen schwammig formuliert.

Ein Stecknadelkopf von der Temperatur der Sonne - das könnte eine Art 1:10¹²-Modell mit 5700K Temperatur (Sonnenphotosphärentemperatur) sein, das auch entsprechend hell leuchten würde.

Dies würde in einer Entfernung von 15cm ungefähr so groß und hell erscheinen wie Sonne hier bei uns und aus 6 – 7,5m Entfernung so hell wie die Sonne von Pluto aus. Man müsste einen Weg finden, das Ding in der Luft zu halten, und es würde wohl auch schnell auskühlen.

Ein Stecknadelkopf von der Temperatur der Sonne - das könnte auch ein in einer Magnetfalle gefangenes Plasma von 15 Megakelvin sein. Ob uns dies um die Ohren fliegen könnte, hängt stark von der Dichte ab.

Es gibt in Versuchsanlagen heißes Plasma, das magnetisch unbedingt von den Wänden des Reaktors fern gehalten werden muss, nicht weil es die Wände aufschmelzen oder verdampfen würde, sondern weil im Gegenteil es sofort seine Energie abgäbe und auf »Normaltemperatur« abkühlte.

Der Temperatur-Rekord lag mal bei 400 Megakelvin, doch das Plasma soll nicht mehr Energie enthalten haben als eine Glühlampe. Das Plasma leuchtete in einem Magentafarbton.

Ganz anders sähe es aus, wenn der Stecknadelkopf aus Materie mit der Dichte von Luft oder gar der von Wasser mit 15 Megakelvin wäre. Das zusammenzuhalten dürfte im Moment technisch unmöglich sein, und es würde uns zweifellos um die Ohren fliegen.

Noch heftiger wäre es, wenn man einen Stecknadelkopf Volumen Materie aus dem Sonneninneren hätte, denn das ist, obwohl vorwiegend Wasserstoff, wohl an die 160 mal dichter als Wasser. Wenn wir das Volumen einfach mal ganz grob 1mm³ ansetzen und annehmen, dass die Dichte 160g/cm³ = 160mg/mm³ beträgt und alles Wasserstoff ist, wäre dies ganz grob 160mmol Protonen und ebenso viele Elektronen.

Wenn man jetzt einfach mal ganz stumpf so tut, als sei hier das ideale Gasgesetz anzuwenden, und zwar auf die Protonen und die Elektronen, insgesamt also

n_p + n_e = 320mmol,

kommt man ganz grob überschlagen auf

U = 3/2(n_p + n_e)R·T ≈ 0,6mol·8½J/(mol·K)·10⁷K ≈ 5,1×10⁷J,

weit von den Größenordnungen der Energie entfernt, die etwa bei der Explosion einer Atombombe frei wird, selbst wenn die Energie noch um eine halbe Zehnerpotenz größer wäre.

Es ist nämlich eine Tonne TNT-Äquivalent etwa 4,2×10⁹J, und die erste Atombombe hat etwa 20000 Mal so viel freigesetzt.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Ich stelle fest, Du hast einen Stecknadel-Fetisch. Kein Problem, damit bist Du nicht allein.

Ok, Du willst es gerne mit glühenden Stecknadeln haben, richtig heiß glühenden. Damit bist Du möglicherweise doch allein.

Es ehrt Dich, dass Du nicht zuerst an Deinen Lustgewinn denkst, sondern an mögliche Folgen für Deine Mitmenschen.

Aber ich kann Dich beruhigen, Du kannst Dir diese Nadel reinschieben lassen wo immer Du willst, ohne Gefahr für anderer Leute Leib oder Leben. Die Wärme-Energie des sonnenheißen (10^7 K) Stecknadelkopfes (0,01 g) ist weniger als die einer Wärmeflasche (1000 g) voll heißen (100 °C) Wassers.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Erst mal wäre die Frage wichtig, ob du die Oberflächentemperatur der Sonne oder die Temperatur im Inneren meinst. Die Oberflächentemperatur der Sonne liegt bei etwa 5500 Grad, die Kerntemperatur schon höher, bei über 15 Mio Grad. 5500 Grad wären ziemlich schnell an die Umwelt abgegeben damit würde man nicht viel Schaden anrichten. Aber auch 15 Mio Grad sind nicht so viel wie es erst einmal klingt. Die Temperatur würde sehr schnell an die Umwelt abgegeben werden und im Umkreis von maximal einigen Kilometern Schaden anrichten, mehr aber noch nicht. Im Grunde reden wir hier von einer explodierenden Wasserstoffbombe in Große eines Stecknadelkopfes.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

1. Was hast Du nur mit Stecknadeln? 

2. Temperatur der Sonnenoberfläche oder Kerntemperatur?

3. Auch hier hilft Physik weiter: Masse * Temperaturdifferenz * spezifische Wärmekonstante = Energie.

4. So als grobe Abschätzung: Gibt ein nettes Feuer, aber bei weitem keine globale Katastrophe. 

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

An einem Stecknadelkopf verbrennt nicht einmal eine einzige halbwegs reaktionsfähige Ameise oder eine Bettwanze. Dazu reicht schlicht die Wärmekapazität des Stecknadelkopfes nicht aus. 

Die Temperatur der Sonne beträgt an der Oberfläche etwa 5_500 °C und im Kern etwa 15 Millionen °C. In diesen Temperaturbereichen gibt es keine festen Körper, am Allerwenigsten Stecknadelköpfe. Da gibt es nur Gase.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Wenn du die Temperatur des Sonnenkerns (~15'000'000° C (15 Millionen)) meinst, dann definitiv und bei der Oberflächentemperatur (4'000-5'600°C) machst du im Umkreis recht viel kaputt

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Groß- und Kleinschreibung bitte beachten. wäre*

Und bitte überarbeite mal deinen Satzbau. 

Ansonsten, abgesehen davon, dass das nicht möglich ist glaube ich schon, dass das schlimme Folgen für uns haben könnte, aber ich glaube nicht dass die ganze Welt sofort brennen würde. 

Aber ich weiß es nicht. 

MfG

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Nö, Superrichie kommt denn da gefliegt und pinkelt des dingens Nadelkopf aus ^^.

Aber bei der Hitze des Sonnenkern kann es sein, dass die Luft wirklich verbrennt. Und wenn die WÄrme konstant wäre, wäre irgendwann alle Luft der Welt verbrannt. Evtl. auch die Erde... keine Ahnung, irgendwas bleibt da bestimmt über (Ein Superdiamant oder so ^^)


Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Es reicht!

Diesmal ist es nur der Kopf, und nur so heiß wie die Sonne.

Gurgel mal nach Märchenbüchern, die dürfen für dich geeignet sein.

"Rotkäppchen", da das nichts anderes ist als eine Verschlüsselung für einen heißen (Stecknadel-)Kopf.
Oder ich bin als Märchenforscher völlig ungeeignet.

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung
Kommentar von franz48
25.07.2016, 23:11

Nicht aufregen, es sind Ferien, die Fragen werden jetzt jeden intelligenter werden....

1

Ja, in ca 100 km Umkreis, Moment mal. WAS HAST DU VOR?!? 😉

Antwort bewerten Vielen Dank für Deine Bewertung

Was möchtest Du wissen?