04.04.2021, 13:47
(Dieser Beitrag wurde zuletzt bearbeitet: 04.04.2021, 14:35 von HBauer130250.)
Die Theorie der materiologischen Daseinszustände (TMD) - Teil 2
Die materiologischen Daseinszustände und absoluter Nullpunkt
Die einzelnen Energie-Niveaus der materiologischen Daseinszustände sollten gleichzeitig verständlich machen, daß das Erreichen des absoluten Nullpunktes - in materielogischer Hinsicht - einfach unmöglich ist.
Dreist wenn man es theoretisch in Erwägung ziehen und entsprechende Berechnungen anstellen würde, so käme man unweigerlich zu dem Schluß, daß selbst unser weltweites Energie-Potential ein geradezu lächerlicher Anteil wäre um überhaupt von –273,15 °C auf –283,15 °C kommen zu können.
Und nur angenommen, man könnte es noch weiter so treiben – das erste, was passieren würde – zumindestens den Behälter betreffend, in dem sich das zu kühlende Etwas befindet – würde in seiner Atom- bzw. Molekular-Struktur instabil werden – und was das bedeutet, brauche ich wohl nicht näher erläutern.
Es ist also völlig abwegig sich über die Erreichung des absoluten Nullpunktes den Kopf zu zerbrechen. Und noch abwegiger ist es anzunehmen, daß der absolute Nullpunkt bei –273,15 °C liegen soll.
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Der Plasma-Zustand - fünfter Aggregatzustand?
Im allgemeinen Nachschlagewerk "Brockhaus" steht das geschrieben:
„Plạsma [griechisch »Geformtes«, »Gebilde«] das, -s/...men, Physik: ionisiertes heißes Gas aus Ionen, Elektronen und neutralen Teilchen, die sich durch die ständige Wechselwirkung untereinander und mit Photonen in verschiedenen Energie- beziehungsweise Anregungszuständen befinden. Dieser Plasmazustand wird auch als 4. Aggregatzustand bezeichnet.
Eigenschaften:
Ein Plasma ist quasineutral, d. h., es hat im Mittel die gleiche Anzahl von positiven und negativen Ladungen pro Volumeneinheit (also dieselbe Dichte von Elektronen und Ionen). Es hat eine große elektrische Leitfähigkeit und istdiamagnetisch. Die Plasmadynamik beschreibt die Bewegungs-, Transport- und Nichtgleichgewichtseigenschaften eines Plasmazustandes. Die Verknüpfung von Dichte, Temperatur, Druck, Geschwindigkeit und Strom mit den elektromagnetischen Feldgrößen (Elektrizität, Feld) liefert magnetohydrodynamische Gleichungen, deren Lösungen Plasmaschwingungen darstellen.
Klassifizierung:
Eine Klassifizierung von Plasmen nach ihren inneren Eigenschaften kann unter verschiedenen Aspekten erfolgen. So unterscheidet man z. B. im Vergleich zum Atmosphärendruck Hoch- und Niederdruckplasmen, nach der Elektronenkonzentration ne dünne (ne < 10^2 m^−3) und dichte Plasmen(ne > 10^8 m^−3) sowie nach der Temperatur T kalte (T < 10^5 K) und heiße Plasmen(T > 10^6 K), wobei ein Fusionsplasma T > 10^8 K voraussetzt. Ein stationäres Plasmabefindet sich über einen hinreichend langen Zeitraum im gleichen (stabilen) Zustand, ein homogenes Plasma besitzt über größere Volumenbereiche eine nahezu konstante Ladungsträgerkonzentration. Ein Plasma, in dem praktisch keine neutralen Teilchen mehr existieren, heißt vollständig ionisiertes Plasma.
Vorkommen und Erzeugung:
In der Natur findet man Plasma in den höchsten Atmosphärenschichten, im Weltraum (interstellares Gas), in den Sternatmosphären und im Inneren der Sterne. Plasmen treten auch in Büschel- oder Koronaentladungen, ferner bei elektrischen Durchschlägen, Blitzen oder in Flammen auf. Im Labor wird ein Plasma durch Energiezufuhr, z. B. durch starke Gasentladungen in zylinder- oder ringförmigen Röhren, erzeugt. Bei Temperaturen von mehreren Millionen °C verdampfen alle Stoffe, und aus den neutralen Atomen oder Molekülen entstehen durch Ionisation freie Elektronen und Ionen. Für die Energiezufuhr stehen zahlreiche weitere Methoden der Energiezufuhr zur Verfügung, wie z. B. die ohmsche Heizung im Tokamak sowie Hochfrequenzmethoden (Kernfusion). Im Rahmen internationaler Forschungsprogramme (ITER) werden große Anstrengungen unternommen, um ein Plasma aus Deuterium oder Tritium von so hoher Temperatur und Dichte zu erzeugen, dass eine kontrollierte Kernfusion stattfinden kann; ein Fusionsreaktor soll die dabei frei werdende Energie in technisch nutzbare Energie umwandeln.
Eine neuartige Anwendung finden Plasmen in der Beschleunigerphysik: Wird in ein Plasma ein Teilchenstrahl oder ein Laserpuls eingeschossen, so kann es zur Ausbildung von sog. Kielwellen kommen, in denen freie Elektronen (im Plasma vorhandene und solche, die evtl. in das Plasma eingespeist werden) enorm beschleunigt werden können. Ziel ist es, solche Kielfeld- oder Laser-Plasma-Beschleuniger als Vorbeschleuniger einzusetzen oder auch kostengünstige Freie-Elektronen-Laser auf ihrer Grundlage zu bauen.
Weiterführende Literatur:
M. Kaufmann: Plasmaphysik und Fusionsforschung (2003);
A. Piel: Plasma Physics. An Introduction to Laboratory, Space, and Fusion Plasmas (2010);
U. Stroth:Plasmaphysik: Phänomene, Grundlagen, Anwendungen (2011);
J. E. Drummond:Plasma physics (2013);
M. Estel: Der Fusionsreaktor. Ablauf der Kernfusion und Reaktorkonzepte (2013).“
Quelle: Brockhaus digital 2012
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Nun ja – darüber kann man wahrlich streiten, ob der Plasmazustand (> plasmatisch) tatsächlich als der vierter Aggregatzustand angesehen werden kann, aber ob dieser Zustand so beschrieben werden kann – also tatsächlich so sein soll – wage ich doch sehr zu bezweifeln, denn es gibt eine technische Einflußmöglichkeit auf jedes einzelne Elementar-Teilchen innerhalb des Atoms – was heißen soll – daß die Plasma-Beschreibung im Brockhaus falsch ist.
Ansonsten unterscheidet sich der Plasmazustand doch wesentlich – in seiner Charakteristik – von den anderen Aggregatzuständen – fest, flüssig und gasförmig – denn der Plasmazustand zeigt grundsätzlich inneratomare strukturelle und extrem kinetische Veränderungen – seine inneratomare Struktur befindet sich in Phase – im Gegensatz zu den anderen Aggregatzuständen und deshalb sollte er als eine besondere Kategorie im Bereich der Aggregatzustände innerhalb der Festkörper-Physik angesehen werden.
Vom rein energetischen Zustand allerdings betrachtet, stellt der Plasma-Zustand tatsächlich die höchste Stufe dar – die Stufe vor der strukturellen Auflösung des Atoms.
Der Plasma-Zustand kann auch als ein reiner teilchenkinetischer Zustand angesehen werden und müßte somit nicht mehr der Festkörper- und Stoff-Physik, sondern der Teilchen-Physik zugeordnet werden.
Ich denke – diese Diskussion wird noch ein Weilchen andauern, zumal er in mehrfacher Hinsicht ein interessanter und innovations-bürgender Zustand ist.
Der Supra-Flüssig-Zustand – vierter Aggregatzustand?
Der Zustand der „Überflüssigkeit“ oder „supra-flüssig“ ist ebenfalls ein besonderer Aggregatzustand, innerhalb der Festkörper- und Stoff-Physik – es ist das Helium, das sich dabei nahe seinem sogenannten absoluten Nullpunkt mit seinen -273,14 °C befindet.
Daß das Helium diese Eigenschaft zeigt, läßt mich annehmen, daß dieser Vorgang – vom Flüssigkeits-Zustand in den Supra-Flüssig-Zustand überzugehen – ein der Sublimierung ähnelnder Prozeß ist (ähnlich wie beim Schwefel – fest zu gasförmig und umgekehrt) – er durchläuft nicht ohne ihn einzunehmen, wie sonst üblich, sondern geht in einen völlig a-typischen Zustand über.
Die materiologischen Daseinszustände und absoluter Nullpunkt
Die einzelnen Energie-Niveaus der materiologischen Daseinszustände sollten gleichzeitig verständlich machen, daß das Erreichen des absoluten Nullpunktes - in materielogischer Hinsicht - einfach unmöglich ist.
Dreist wenn man es theoretisch in Erwägung ziehen und entsprechende Berechnungen anstellen würde, so käme man unweigerlich zu dem Schluß, daß selbst unser weltweites Energie-Potential ein geradezu lächerlicher Anteil wäre um überhaupt von –273,15 °C auf –283,15 °C kommen zu können.
Und nur angenommen, man könnte es noch weiter so treiben – das erste, was passieren würde – zumindestens den Behälter betreffend, in dem sich das zu kühlende Etwas befindet – würde in seiner Atom- bzw. Molekular-Struktur instabil werden – und was das bedeutet, brauche ich wohl nicht näher erläutern.
Es ist also völlig abwegig sich über die Erreichung des absoluten Nullpunktes den Kopf zu zerbrechen. Und noch abwegiger ist es anzunehmen, daß der absolute Nullpunkt bei –273,15 °C liegen soll.
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Der Plasma-Zustand - fünfter Aggregatzustand?
Im allgemeinen Nachschlagewerk "Brockhaus" steht das geschrieben:
„Plạsma [griechisch »Geformtes«, »Gebilde«] das, -s/...men, Physik: ionisiertes heißes Gas aus Ionen, Elektronen und neutralen Teilchen, die sich durch die ständige Wechselwirkung untereinander und mit Photonen in verschiedenen Energie- beziehungsweise Anregungszuständen befinden. Dieser Plasmazustand wird auch als 4. Aggregatzustand bezeichnet.
Eigenschaften:
Ein Plasma ist quasineutral, d. h., es hat im Mittel die gleiche Anzahl von positiven und negativen Ladungen pro Volumeneinheit (also dieselbe Dichte von Elektronen und Ionen). Es hat eine große elektrische Leitfähigkeit und istdiamagnetisch. Die Plasmadynamik beschreibt die Bewegungs-, Transport- und Nichtgleichgewichtseigenschaften eines Plasmazustandes. Die Verknüpfung von Dichte, Temperatur, Druck, Geschwindigkeit und Strom mit den elektromagnetischen Feldgrößen (Elektrizität, Feld) liefert magnetohydrodynamische Gleichungen, deren Lösungen Plasmaschwingungen darstellen.
Klassifizierung:
Eine Klassifizierung von Plasmen nach ihren inneren Eigenschaften kann unter verschiedenen Aspekten erfolgen. So unterscheidet man z. B. im Vergleich zum Atmosphärendruck Hoch- und Niederdruckplasmen, nach der Elektronenkonzentration ne dünne (ne < 10^2 m^−3) und dichte Plasmen(ne > 10^8 m^−3) sowie nach der Temperatur T kalte (T < 10^5 K) und heiße Plasmen(T > 10^6 K), wobei ein Fusionsplasma T > 10^8 K voraussetzt. Ein stationäres Plasmabefindet sich über einen hinreichend langen Zeitraum im gleichen (stabilen) Zustand, ein homogenes Plasma besitzt über größere Volumenbereiche eine nahezu konstante Ladungsträgerkonzentration. Ein Plasma, in dem praktisch keine neutralen Teilchen mehr existieren, heißt vollständig ionisiertes Plasma.
Vorkommen und Erzeugung:
In der Natur findet man Plasma in den höchsten Atmosphärenschichten, im Weltraum (interstellares Gas), in den Sternatmosphären und im Inneren der Sterne. Plasmen treten auch in Büschel- oder Koronaentladungen, ferner bei elektrischen Durchschlägen, Blitzen oder in Flammen auf. Im Labor wird ein Plasma durch Energiezufuhr, z. B. durch starke Gasentladungen in zylinder- oder ringförmigen Röhren, erzeugt. Bei Temperaturen von mehreren Millionen °C verdampfen alle Stoffe, und aus den neutralen Atomen oder Molekülen entstehen durch Ionisation freie Elektronen und Ionen. Für die Energiezufuhr stehen zahlreiche weitere Methoden der Energiezufuhr zur Verfügung, wie z. B. die ohmsche Heizung im Tokamak sowie Hochfrequenzmethoden (Kernfusion). Im Rahmen internationaler Forschungsprogramme (ITER) werden große Anstrengungen unternommen, um ein Plasma aus Deuterium oder Tritium von so hoher Temperatur und Dichte zu erzeugen, dass eine kontrollierte Kernfusion stattfinden kann; ein Fusionsreaktor soll die dabei frei werdende Energie in technisch nutzbare Energie umwandeln.
Eine neuartige Anwendung finden Plasmen in der Beschleunigerphysik: Wird in ein Plasma ein Teilchenstrahl oder ein Laserpuls eingeschossen, so kann es zur Ausbildung von sog. Kielwellen kommen, in denen freie Elektronen (im Plasma vorhandene und solche, die evtl. in das Plasma eingespeist werden) enorm beschleunigt werden können. Ziel ist es, solche Kielfeld- oder Laser-Plasma-Beschleuniger als Vorbeschleuniger einzusetzen oder auch kostengünstige Freie-Elektronen-Laser auf ihrer Grundlage zu bauen.
Weiterführende Literatur:
M. Kaufmann: Plasmaphysik und Fusionsforschung (2003);
A. Piel: Plasma Physics. An Introduction to Laboratory, Space, and Fusion Plasmas (2010);
U. Stroth:Plasmaphysik: Phänomene, Grundlagen, Anwendungen (2011);
J. E. Drummond:Plasma physics (2013);
M. Estel: Der Fusionsreaktor. Ablauf der Kernfusion und Reaktorkonzepte (2013).“
Quelle: Brockhaus digital 2012
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Nun ja – darüber kann man wahrlich streiten, ob der Plasmazustand (> plasmatisch) tatsächlich als der vierter Aggregatzustand angesehen werden kann, aber ob dieser Zustand so beschrieben werden kann – also tatsächlich so sein soll – wage ich doch sehr zu bezweifeln, denn es gibt eine technische Einflußmöglichkeit auf jedes einzelne Elementar-Teilchen innerhalb des Atoms – was heißen soll – daß die Plasma-Beschreibung im Brockhaus falsch ist.
Ansonsten unterscheidet sich der Plasmazustand doch wesentlich – in seiner Charakteristik – von den anderen Aggregatzuständen – fest, flüssig und gasförmig – denn der Plasmazustand zeigt grundsätzlich inneratomare strukturelle und extrem kinetische Veränderungen – seine inneratomare Struktur befindet sich in Phase – im Gegensatz zu den anderen Aggregatzuständen und deshalb sollte er als eine besondere Kategorie im Bereich der Aggregatzustände innerhalb der Festkörper-Physik angesehen werden.
Vom rein energetischen Zustand allerdings betrachtet, stellt der Plasma-Zustand tatsächlich die höchste Stufe dar – die Stufe vor der strukturellen Auflösung des Atoms.
Der Plasma-Zustand kann auch als ein reiner teilchenkinetischer Zustand angesehen werden und müßte somit nicht mehr der Festkörper- und Stoff-Physik, sondern der Teilchen-Physik zugeordnet werden.
Ich denke – diese Diskussion wird noch ein Weilchen andauern, zumal er in mehrfacher Hinsicht ein interessanter und innovations-bürgender Zustand ist.
Der Supra-Flüssig-Zustand – vierter Aggregatzustand?
Der Zustand der „Überflüssigkeit“ oder „supra-flüssig“ ist ebenfalls ein besonderer Aggregatzustand, innerhalb der Festkörper- und Stoff-Physik – es ist das Helium, das sich dabei nahe seinem sogenannten absoluten Nullpunkt mit seinen -273,14 °C befindet.
Daß das Helium diese Eigenschaft zeigt, läßt mich annehmen, daß dieser Vorgang – vom Flüssigkeits-Zustand in den Supra-Flüssig-Zustand überzugehen – ein der Sublimierung ähnelnder Prozeß ist (ähnlich wie beim Schwefel – fest zu gasförmig und umgekehrt) – er durchläuft nicht ohne ihn einzunehmen, wie sonst üblich, sondern geht in einen völlig a-typischen Zustand über.