Möglichkeit eines Elektronentriebwerkes?!?

Wie sieht das überhaupt aus, wir reden hier von Protonen und Elektronen. Das sind zwar entgegensetzt geladene Teilchen, aber es sind nicht die jeweiligen Antiteilchen bezüglich Materie-Antimaterie Betrachtungen. Welche Zusammenhänge bestehen da?

Tripane schrieb:Wie sieht das überhaupt aus, wir reden hier von Protonen und Elektronen. Das sind zwar entgegensetzt geladene Teilchen, aber es sind nicht die jeweiligen Antiteilchen bezüglich Materie-Antimaterie Betrachtungen. Welche Zusammenhänge bestehen da?

Ich weiß jetzt nicht, ob wir etwas aneinander vorbeireden?

Mir geht es also (nochmals zur Sicherheit) um folgendes:

@uatu et al. berechneten dieses:

uatu schrieb:Die Kraft zwischen den Protonen und Elektronen eines einzelnen Wassertropfens (50 mg) über eine Entfernung von 1000 Metern beträgt also ca. 64,5 Milliarden Newton

Dieser Wert erscheint sehr hoch,
und so frage ich mich, ob in dieser Anordnung mehr Energie steckt
als bei der Annihilation von 25mg Materie + 25mg Anti-Materie.

Ich war bis jetzt immer der Meinung,
dass die vollständige Zerstrahlung die höchsmögliche Energie (bei gleicher Masse) erzeugt.

delta.m schrieb:Ich war bis jetzt immer der Meinung,
dass die vollständige Zerstrahlung die höchsmögliche Energie (bei gleicher Masse) erzeugt.

Das gleiche Problem hatte ich ebenfalls. Was aber nicht viel heißen will, mein Physik-Wissen ist einigermaßen lückenhaft...

Anyway...

Bei der kompletten Annihilation von 0,05 g Materie werden rd. 4,494 Billionen Joule frei.

https://rechneronline.de/spektrum/masse-energie.php

Man kann Newton in Joule/Meter umrechnen, wobei 1 Newton = 1 Joule/Meter entspricht.

Wie weit das hier anwendbar ist, weiß ich allerdings nicht.

@delta.m

So ganz grob dachte ich mir schon, dass du so was in der Richtung meinst.

Also wenn man die "Nihilation" einer Masse einfach über die berühmte Einsteinformel E=mc^2 berechnet, komme ich auch auf den Wert von @Blues666 und würde sagen, das ist deutlich weniger, als ich bei einer Abschätzung rausbekomme, wenn ich auf den Werten von @uatu aufsetze.
Aber macht man nicht einen grundsätzlichen Denkfehler, wenn wir Energien zum Vergleich nehmen, die wir vorher durch die Annahme der Ladungstrennung in das System erst theoretisch hineingesteckt haben? Die Energie die man zur Ladungstrennung aufbringen müßte, war da ja vorher nicht schon "drin".

Tripane schrieb:Aber macht man nicht einen grundsätzlichen Denkfehler, wenn wir Energien zum Vergleich nehmen, die wir vorher durch die Annahme der Ladungstrennung in das System erst theoretisch hineingesteckt haben? Die Energie die man zur Ladungstrennung aufbringen müßte, war da ja vorher nicht schon "drin".

Hmmm, guter Einwand @Tripane


Wenn ich mir aber uatu's Formel ansehe



dann wirkt die Kraft umso stärker (r² im Nenner) je weniger weit man die beiden Ladungen auseinander bringt.
Bei z. B. nur einem Meter Abstand also 1000000 mal stärker als im Beispiel.

Das sieht für mich so aus, als wenn die "Energie" schon von vornherein drinsteckt und nicht erst durch das auf Abstand bringen hineingesteckt wird.

(alles meine Laien-Meinung :) )

@delta.m: Nee, das ist schon so, wie @Tripane geschrieben hat. Das Anfangsszenario ist ja ein ganz normaler Wassertropfen. Sobald man beginnt, die Elektronen und die Protonen zu trennen, muss man Energie -- und zwar sehr viel davon -- aufwenden. Im Prinzip gilt Energie = Kraft mal Weg, da sich die Kraft aber auf dem Weg ändert, muss man das über ein Integral berechnen. Das ist eigentlich ziemlich einfach, dabei stellt sich jedoch die Frage -- wie @Chemik hier angesprochen hatte -- welchen durchschnittlichen Anfangsabstand man für die Elektronen und Protonen annimmt. So ganz offensichtlich ist das nicht, und ich muss gestehen, dass mir aktuell die Zeit fehlt, darüber nachzudenken.

Hat man sich einen durchschnittlichen Anfangsabstand überlegt, kann man dann das Integral und damit die Energie z.B. mit Wolfram Alpha berechnen (den Anfangsabstand in Metern anstelle von 0.001 nach dem r= angeben, dabei als Dezimaltrennzeichen einen Punkt und kein Komma verwenden):

∫ 8.98755e9*-2678^2/r^2 dr from r=0.001 to 1000

Das Ergebnis ist die Energie in J (bzw. Ws), die erforderlich ist, um die Elektronen und Protonen eines Wassertropfens von dem angegebenen Anfangsabstand bis auf eine Entfernung von 1000 m voneinander weg zu bewegen.

Tripane schrieb:Aber macht man nicht einen grundsätzlichen Denkfehler, wenn wir Energien zum Vergleich nehmen, die wir vorher durch die Annahme der Ladungstrennung in das System erst theoretisch hineingesteckt haben? Die Energie die man zur Ladungstrennung aufbringen müßte, war da ja vorher nicht schon "drin".

uatu schrieb:Nee, das ist schon so, wie @Tripane geschrieben hat. Das Anfangsszenario ist ja ein ganz normaler Wassertropfen. Sobald man beginnt, die Elektronen und die Protonen zu trennen, muss man Energie -- und zwar sehr viel davon -- aufwenden. Im Prinzip gilt Energie = Kraft mal Weg, da sich die Kraft aber auf dem Weg ändert, muss man das über ein Integral berechnen.

Ja klar, das leuchtet ein - da hab ich falsch überlegt :palm:

... und die maximal aufzuwendende Energie wäre dann erreicht,
wenn man den Abstand auf "unendlich" erhöht.

Danke euch beiden für die Richtigstellung :)

delta.m schrieb:Danke euch beiden für die Richtigstellung :)

Keine Ursache. Ich wiederhole bzw. lerne durch den Dialog auch ständig. Nicht immer hat man Lust, das im stillen Kämmerchen für sich selbst alleine zu tun.

@Peter0167

Hab mein LateX zwischenzeitlich ein wenig aufgefrischt.

Hier die Superposition als Linearkombination, falls ihr diese Formel noch brauchen könnt:



Beliebige Funktionen oder Größen x_i(t) derselben Art können zur neuen Größe x(t) addiert werden, wobei der Faktor
die Gewichtung der jeweiligen Komponente angibt.

@stone1.2

Danke fürs raussuchen, aber diese Formel sagt mir gar nichts, ich brauche sowas eher "ausformuliert".

Zudem kann ich mich noch immer nicht mit dem Ergebnis aus uatus Berechnung abfinden. Ich schätze uatu wirklich sehr, aber ich denke, dieses Ergebnis muss falsch sein. Wo immer ich auch nachschaue, überall wird das Verhältnis von elektrostatischer Anziehung zur Gravitation mit ca. 1000 angegeben. Der Abstand spielt da keine Rolle, da beide Kräfte indirekt proportional zu r² sind.

Ich werd mir bei Gelegenheit mal das Gravitationsgesetz vornehmen, und darüber die gravitative Anziehungskraft ausrechnen. das sollte dann ungefähr ein tausendstel der elektrostatischen Anziehung ergeben. Sollte uatus Wert korrekt sein, müsste das Gewichtsäquvalent der gravitativen Anziehung bei ca. 6,5 millionen Tonnen liegen, und das bei nur einem Wassertropfen auf 1000m.

Das kann einfach nicht sein, ich bin aber leider zu doof, den Fehler zu finden. :(

Peter0167 schrieb:Wo immer ich auch nachschaue, überall wird das Verhältnis von elektrostatischer Anziehung zur Gravitation mit ca. 1000 angegeben.

? Wo zum Beispiel?

Das Verhältnis ist mMn viel größer:

Peter0167 schrieb:Der Abstand spielt da keine Rolle, da beide Kräfte indirekt proportional zu r2 sind.

Das stimmt, aber wo liest du den Wert 1000 ? Ich erinnere mich auch, unabhängig von diesem Strang hier, daran, dass der Unterschied bei (in der Tat kaum fassbaren) etwa 40 Größenordnungen liegt.

Voraussetzung ist natürlich immer(!), dass die beiden Ladungsmengen jeweils in sich aus "rein" positiven bzw. negativen Teilchen bestehen.

Tripane schrieb:aber wo liest du den Wert 1000

Vllt. ist das der Grund:
In manchen Schriften wird der Wert falsch angezeigt: also aus 10⁴⁰ wird 1040.

Okay, hab wohl etwas zu oberflächlich gesucht. Die ersten beiden Werte die ich fand, waren 1039 und 1024.

delta.m schrieb:Vllt. ist das der Grund:

Das wird es wohl sein :D

Das mit dem Gravitationsgesetz werde ich trotzdem mal überprüfen, mal sehn ob das vom Verhältnis her hinkommt.

delta.m schrieb:In manchen Schriften wird der Wert falsch angezeigt: also aus 1040 wird 1040.

Nachtigall ick hör.... :)

delta.m schrieb:In manchen Schriften wird der Wert falsch angezeigt: also aus 1040 wird 1040.

q.e.d
🙈 😁

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ps

@Tripane
Ich dachte zuerst, du hättest meinen Beitrag absichtlich so geändert :D

Hier habe ich mal einen weiteren Vergleich gefunden (1C und 30km)



Die Größenordnung seint dann doch uatus Rechnung zu bestätigen. Sorry @uatu, war nicht bös gemeint, ich bin halt nur extrem skeptisch :)

Peter0167 schrieb:Die Größenordnung seint dann doch uatus Rechnung zu bestätigen

Hm, das passt doch iwie immer noch nicht :ask:

delta.m schrieb:Hm, das passt doch iwie immer noch nicht :ask:

Sind ja auch 30km statt 1km, und die Ladungen haben jeweils nur 1C.