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Forum: Offtopic Ist ein geladener Akku schwerer als ein ungeladener??


Autor: Anonym (Gast)
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Habe die Suchfunktion schon bemüht, aber nichts gefunden.
Es soll hier im "Offtopic" behandelt werden, da es nichts direkt mit 
"intelligenten" Rubriken zu tun hat.

Autor: BerndS (Gast)
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Was soll so eine Frage? Meinst du, die Leute hier haben Langeweile?

Autor: Johann L. (gjlayde) Benutzerseite
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Lann man analog beantworten wie in

Beitrag "Wird Eisen beim magnetesieren schwerer?"

Autor: Carsten (Gast)
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m = E/c2

Autor: Unbekannter (Gast)
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Ja, ein geladener Akku oder volle Batterie ist schwerer als eine leere, 
auch wenn nur ganz, ganz wenig.

Autor: Nixwisser (Gast)
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Wenn's ein älterer Bleiakku ist, der beim Aufladen Knallgas abgegeben 
hat:

Der ist leichter !

Gruss

Autor: Gast (Gast)
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Wobei die Bleiakkus ein gutes Beispiel sind, dass sie "schwerer" werden. 
Gibt es nicht solche einfachen Ladungmessgeräte, mit denen die Dichte 
der Säure gemessen wird?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Gast wrote:

> Gibt es nicht solche einfachen Ladungmessgeräte, mit denen die Dichte
> der Säure gemessen wird?

Das fehlende Gewicht wird den Bleiplatten entnommen. Die Säure wird 
daher schwerer, das Blei leichter...

Autor: Stefan (Gast)
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In einer Elektor (oder wars ELRAD) aus längst vergangenen Tagen war mal 
ein Ladegerät vorgestellt worden das durch die Gewichtsveränderung des 
Akkus beim Ladevorgang arbeiten sollte.

Der Akku war an einer Feder aufgehängt und der Plus-Pol wurde über eine 
kleine Nadel oder ähnliches Kontaktiert. Wurde der Akku geladen wurde er 
leichter, die Feder hat den Akku nach oben gezogen und der Kontakt zur 
Nadelspite wurde unterbrochen.

Allerdings war der Artikel als Aprilscherz gemeint.....

Autor: Dirk J. (dirk-cebu)
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Wird der Kopf beim Denken schwerer?

Autor: Klaus L. (klausi5000)
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Es werden doch Elektronen gespeichert und zwar mehr, als vorher drin 
waren. Wenn ein AKKu 2500mAh hat, dann sind das 2,5 * 3600 As = 9.000 
Coulomb. 1 C = (über Elementarladung) 6,241 x 10h18 ->

Der Akku enthält 7 x 10 hoch 22 Elektronen, von denen jedes 9,11 x 10 
hoch -31 Kg wiegt. Der Akku wird also : 63 x 10 hoch -9 KG schwerer.

Das ist 63 Microgramm und müsste sich messen lassen...

Autor: Pedda (Gast)
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ahhhh!!!!!!!!!!! Es werden keine Elektronen gespeichert!!!!!!!!!

Autor: Pedda (Gast)
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Nachtrag: schonmal was vom Stromkreis gehört???

Autor: *.* (Gast)
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Wenn im Akku Elektronen stecken bleiben würden würde der sich ja 
gegenüber dem Rest der Welt negativ aufladen.

Autor: Dummschwätzer (Gast)
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Ändert sich dann der Schwerpunkt des Akkus, wenn die Elektronen mehr 
nach "hinten" rutschen?

Autor: Katzeklo (Gast)
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Jetzt blick auch ich hier nicht mehr durch:
Ist jetzt eigentlich der Pedda oder Klaus Klausen der Troll?

Autor: besserwisser (Gast)
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Ein Akku wird ja (elektrisch gesehen) nicht "leer" - es wird ja nur der 
Ladungsunterschied ausgeglichen => also entladen.

Diese Frage eignet sich erfahrungsgemäß aber besonders gut, um Azubis 
und andere Unwissende ... na ja, sagen wir mal "ein wenig zu 
verunsichern..." ;-)

Autor: Mucki (Gast)
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Der Akku hat nach dem Laden eine geringere Entropie! Und was das 
bedeutet sollte doch wohl klar sein?

Autor: I_ H. (i_h)
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Eine normale AA Zelle mit sagen wir 3Ah wiegt nach dem Aufladen ganze 
174pg (Picogramm) mehr...

Abgeschlossene Akkus werden selbstverständlich nicht schwerer, also 
NiCd, NiMh und Lion, und vermutlich auch wartungsfreie Bleiakkus.

Autor: Martin (Gast)
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>Der Akku hat nach dem Laden eine geringere Entropie! Und was das
>bedeutet sollte doch wohl klar sein?

echt, passen in der 2-ten Klasse nicht auf und stellen dann
solche Fragen hier^^

Autor: Johann L. (gjlayde) Benutzerseite
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I_ H. wrote:
> Eine normale AA Zelle mit sagen wir 3Ah wiegt nach dem Aufladen ganze
> 174pg (Picogramm) mehr...


Was ist denn das für ne seltsame Rechnung? **kopfkratz**

Autor: I_ H. (i_h)
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Nix seltsam. Soviel wiegt die Energie, die im Akku ist (in Form von 
Elektronen, die sich irgendwo in irgendwelchen Bindungen befinden). Die 
Zellspannung von NiMH bzw. NiCd ist ja nun kein Geheimnis...

Autor: Unbekannter (Gast)
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> Ein Akku wird ja (elektrisch gesehen) nicht "leer" - es wird ja nur
> der Ladungsunterschied ausgeglichen => also entladen.
>
> Diese Frage eignet sich erfahrungsgemäß aber besonders gut, um
> Azubis und andere Unwissende ... na ja, sagen wir mal "ein wenig
> zu verunsichern..." ;-)

Frägt sich nur, wer unwissend ist...

Die "Anzahl" der Elektronen bleibt beim entladen in einer Batterie 
gleich. Die werden in der Tat nur von der einen Stelle zur anderen 
verschoben.

Aber: Obwohl die Menge der Ladungsträger, Moleküle und Atome in einer 
Batterie gleich bleiben, während sie entladen wird, wird die Batterie 
bzw. Akku leichter!

Es gilt immer: E = mc^2

Darum ist ein geladenere Kondensator auch schwerer, als ein ungeladener!

Autor: Dummschwätzer (Gast)
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Analoges Problem:

Ist eine gespannte mechanische Feder schwerer als eine entspannte.

Oder anders:

Wir haben eine mechanische Uhr, wenn die Uhr aufgezogen ist, ist sie 
dann schwerer als nicht aufgezogen?

Oder noch anders:

Ist eine Kuckucksuhr (also die mit dem Pendel und den beiden Gewichten 
zum hochziehen) schwerer wenn die Pendel oben sind als wenn sie unten 
sind?

Ich denke mal nein, weil das nämlich potentielle Energie ist.

Autor: Katzeklo (Gast)
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>Eine normale AA Zelle mit sagen wir 3Ah

Du meintest sicher 300 Ah. Mit nur 3Ah gibts keine.
Dann ergibt das aber 17,4 ng (Nanogramm)

Autor: I_ H. (i_h)
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300Ah? Wo kann ich die kaufen? Geb dir 10€ pro Stück...

Auf den Akkus sind mAh aufgedruckt ;). Aber hast recht, 3Ah sind dann 
China-Akkus mit sehr optimistischer Kapazitätsangabe, 2Ah sind 
realistischer.

Autor: Spötter (Gast)
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Eine mechanische Uhr ist aufgezogen schwerer, als abgelaufen,
das gilt ebenso für die Pendeluhr mit Gewíchten.

( Falls Einstein sich nicht geirrt hatte.)

Das ist alles nicht besonders anschaulich, die Natur nimmt darauf nun 
mal keine Rücksicht.

Gruss

Autor: Katzeklo (Gast)
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>das gilt ebenso für die Pendeluhr mit Gewíchten.

Naja, wenn das Gewicht oben ist, ist die Kette (die ja dann auf der 
anderen Seite hängt), ja entspannt, ist das Gewicht aber unten, steht ja 
die ganze Kette von oben bis zum Gewicht unter Spannung, jedes 
Kettenglied wird gedehnt, es enthält jetzt mehr Energie (analog wie bei 
einer Feder), denn es wird ja gedehnt. Deshalb ist in der abgelaufenen 
Uhr auch mehr Energie gespeichert als in der aufgezogenen, und die 
abgelaufene ist schwerer.

Autor: wesserbisser (Gast)
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Ach so. Und wenn die Uhr runter fällt findet der Opa sein Gebiss nicht 
mehr... Ja nee, schon klar.

Autor: daniel (Gast)
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besonders anschaulich wird es wenn man die Energie von einem um die 
Spule
erzeugtem Magnetfeld in Masse umrechnet .. und dann die Spule
derart beschleunigt, dass die träge Masse hinten bleibt.

Autor: Gerd (Gast)
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... Falls Einstein sich nicht geirrt hatte. ...

Das ist aber eine putzige Argumentation. Bist Du autoritätgläubig?

Autor: Spötter (Gast)
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"Falls Einstein sich nicht geirrt hatte. ... Bist Du autoritätgläubig? "

Zu ersterem: Soweit mit bekannt, wurde die Gleichung W = mc^2 bis jetzt 
nicht widerlegt.

Zu zweitem: Nein.

Gruss

Autor: Gast_Gast (Gast)
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LOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOLL!!
Ich glaubs nicht!
Sogar hier gibt's Leute, die glauben, dass ein geladener Akku eine 
andere Masse hat als ein ungeladener.
Ich pack es nicht.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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LOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOL

Komisch, jetzt gehts mir aber immer noch nicht besser.

Autor: Warren Spector (jcdenton)
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also, wenn ich meine modellbauakkuzellen bestelle, sag ich dem 
ladenbesitzer immer, er soll sie vorher entladen.

letztes mal hat er das vergessen, und ich hab promt 2€ mehr porto 
bezahlt.

muss also was dran sein.

Autor: Christoph Z. (rayelec)
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So einfach ist das nicht mit E=mc^2! Auf jeden Fall wird der Akku nicht 
um das Gewicht der der Ladung entsprechenden Anzahl Elektronen leichter 
oder schwerer! Die Elektronen werden lediglich bei der Ladung/Entladung 
hin -und herverschoben, sind aber immer im Akku drin!

Die Relativitätstheorie ist nicht so einfach, dass man generell Energie 
mit Masse gleichsetzen könnte! Ich habe im gymnasium mal meinen 
Physiklehrer mit folgender Frage in Verlegenheit gebracht: Laut Einstein 
ist e=mc^2, laut Einstein kann aber auch ein massebehaftes Teilchen nie 
Lichtgeschwindigkeit erreichen. Ein Photon hat aber 
Lichtgeschwindigkeit und auch eine Energie, also hat es auch eine 
Ruhemasse!?!? Hat es nicht!! Ich weiss die Antwort ehrlich gesagt nicht 
mehr genau. Es läuft aber daraus hinauf, dass zur magischen Formel noch 
viele Randbedingungen berücksichtigt werden müssen. Zudem spielt es 
immer eine Rolle, wo der Beobachter stet u.s.w.

Autor: Christoph Z. (rayelec)
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Wenn man schon Energie mit Masse gleichsetzen will (ob man das so darf, 
bleibt abzuklären), dann muss man die im Akku gespeicherte Energie zur 
Rate ziehen. Mit der Masse der Elektronen hat das nichts zu tun!!!

Ich fange mal an:

W = mc^2
W = Q*U = i*t*U

daraus folgt:

i*t*U = mc^2

und daraus:

m= i*t*U/c^2

bei einem 2.5Ah-Akku mit 1.2V konstanter Zellspannung ergibt das:

2.5A*3600s*1.2V/(3x10^8m/s)^2

= 120x10^-15kg = 120pg

Der einzige Ort, wo das mit der Masse gemessen werden kann, ist ein 
Atomkraftwerk. Aufgrund der frei werdenden Protonen oder Neutronen 
werden die Brennstäbe während des Betriebs tatsächlich geringfügig 
leichter!

Gruss
rayelec

Autor: Dr. Key (Gast)
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So ihr Komiker:

>Laut Einstein
>ist e=mc^2, laut Einstein kann aber auch ein massebehaftes Teilchen nie
>Lichtgeschwindigkeit erreichen. Ein Photon hat aber
>Lichtgeschwindigkeit und auch eine Energie, also hat es auch eine
>Ruhemasse!?!? Hat es nicht!!

Also: Nur Masse die eine Ruhemasse! besitzt kann niemals 
Lichtgeschwindigkeit (c) erreichen. Teilchen die KEINE! Ruhemasse haben 
können sich mit c bewegen. Allerdings kann so eine Masse NIE ganz 
gestoppt werden V=0.

Geladene Akkus müssten minimal schwerer sein, als leere. Das ist aber so 
ein winziger Unterschied, dass es eigentlich keinen interessiert. Der 
Grund dafür ist die darin gespeicherte ENERGIE!, nicht Elektronen. Die 
sind nur der Träger für die Energie. Die Elektronen haben nur das eine 
Ziel die Spannungsdifferenz auszugleichen, also von + nach - wandern. 
Dabei wird der Akku entladen.

Ihr müsst euch das so vorstellen:
  Das Elektron hat einen Rucksack dabei. Der Rucksack ist die Energie. 
Das Elektron wandert durch die Leitung und die Verbraucher und unterwegs 
"verliert" es den Inhalt seines Rucksacks.

Und jetzt zum Schluß noch ein Schock für einige:

Licht und Radio-, Röntgen-, usw. Gammastrahlung bestehen aus dem 
gleichen Teilchen. Einzig die Wellenlänge, und damit die enthaltene 
Energie, ist anders. Beachte aber dass Schall(Ton) eine andere Art Welle 
ist. Das sind Druckunterschiede in der Luft.

Wer mir nicht glaubt-->
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/15...

Autor: I_ H. (i_h)
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Ein bisschen mehr zum Thema: http://de.wikipedia.org/wiki/Tachyonen

Autor: Andreas Schwarz (andreas) (Admin) Benutzerseite Flattr this
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Wieso wollt ihr unbedingt E = mc^2 anwenden? Die Arbeit wird doch nicht 
dadurch verrichtet dass Masse vernichtet wird. Genausogut könntet ihr 
gemaess E = 1/2 m v^2 behaupten dass die volle Batterie mit v durch die 
Gegend saust und beim Entladen abgebremst wird.

Autor: Dummschwätzer (Gast)
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Die Thread spiegelt eines wider:

Glaube (an Einstein), Hoffnung und Zuversicht (hoffentlich findet keiner 
ein besseres Argument).

Autor: Spötter (Gast)
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"Die Thread spiegelt eines wider:

Glaube (an Einstein), Hoffnung und Zuversicht (hoffentlich findet keiner
ein besseres Argument)."

=> Auf dieser Basis funktioniert übrigens auch die Argumentation aller 
Befürworter von Kernfusionsreaktoren !

---

"Wieso wollt ihr unbedingt E = mc^2 anwenden? Die Arbeit wird doch nicht
dadurch verrichtet dass Masse vernichtet wird."

Nicht "wir" wenden irgendeine Formel an, das macht die Natur ganz von 
alleine.

Und sie macht das im Bereich der Atomkernphysik

( Beispiel: Bei der Spaltung eines Kerns Uran 235 wird insgesamt eine 
Energie von ca. 200 MeV = 3,2 * 10^-11 Ws frei, alle Spaltprodukte, 
Betateilchen und was sonst noch am Ende übrigbleibt, wiegen eben 
zusammen genauso viel weniger, wie W = mc² angibt, physikalisch: 
"Massendefekt" )

und genau entsprechend im Bereich der Atomhüllenphysik = Chemie

( Beispiel:
Ein Akku mit 1,2 V und 2 Ah wiegt voll 9,6 * 10^-14 kg mehr
/ keine Gewähr; Rechenfehler bei so unhandlichen Zehnerpotenzen kommen 
immer wieder mal vor ).

Dass man beim Nachwiegen Schwierigkeiten bekommt, ändert daran nichts.
Und dass zum Nachrechnen der 8-stellige Aldi-Taschenrechner unpraktisch 
ist, auch nicht.
Die Physik nimmt gemeinerweise ab und an wenig Rücksicht auf menschliche 
Anschauungen !

Viele Grüsse

Autor: Katzeklo (Gast)
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Wie kann man denn den Massendefekt mit Akkuladung vergleichen?

Autor: Max (Gast)
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Weil es keine Einschränkung der Einsteinschen Formel auf große Energien 
gibt! Bei kleinen Energien ist der Massendefekt eben nicht messbar, aber 
vorhanden.
Wenn dem nicht so ist, kläre uns bitte auf.

Autor: Hans (Gast)
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Der Massendefekt betrifft doch nur die potentielle Energie!!!
Ein gutes Beispiel ist das von Anderas, der Akku bewegt sich auch nicht 
umher, weil E = (m + v^2)/2 gilt.

Autor: Gast (Gast)
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Massendefekt -> Masse Proton + Neutron im Atomkern.
Habt ihr Akkus wo nicht Elektronen verschoben werden, sondern die 
Ladungsverschiebung im Atomkern stattfindet?
Analog zu Ekin = (m + v^2)/2 und Epot=m*g*h müßte ja ein Körper, wenn er 
hochgehoben wird, auch schwerer werden, wegen zunahme der potentiellen 
Energie.

Autor: Außerdem (Gast)
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Außerdem gilt die Relativitätstheorie nur unter einer Menge 
Einschränkungen. Das extremste ist wohl, dass sie nur aber einer 
bestimmten hohen Dichte gilt. Sie ist bis heute nicht mit der 
Quantenphysik vereinbar, das ist eines der Probleme, für die es bis 
heute keine Erklärung gibt.

Autor: I_ H. (i_h)
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Du meinst wohl bis zu einer bestimmten Dichte. Im Weltraum ist die 
Dichte ziemlich gering, genau da gilt aber die Relativitätstheroie in 
reinstform.

In einem Neutronenstern dagegen hast zu zB. so hohe Dichten, dass du mit 
der Relativitätstheorie nicht weit kommst.

Die Entfernung spielt aber ebenso eine wichtige Rolle.

Autor: Spötter (Gast)
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Hans schrieb:

"Der Massendefekt betrifft doch nur die potentielle Energie!!!"

=> Bei Strom scheint es immerhin auch zu funktionieren, weiss ich 
definitiv von Angela, und die hat bestimmt Ahnung von Physik !

Autor: I_ H. (i_h)
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Der Massendefekt tritt ganz sicher nicht nur bei potenzieller Energie 
auf, ich würd eher sagen da tritt er nicht auf.

Autor: Spötter (Gast)
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Meine Uhr geht dann langsamer, wenn ich sie in die Berge mitnehme ...

Wird übrigens bei allen Atomuhren auf der Welt in der Fehlerberechnung 
berücksichtigt, ob ihr's gaubt, oder nicht,
=> Stichwort Mössbauer-Effekt.

( Deswegen kommen auch die Bayern immer zu spät und haben die ältesten 
Ministerpräsidenten ! )


Viele Grüsse

Autor: T. H. (pumpkin) Benutzerseite
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E = mc² ist hier nicht anwendbar. Da geht es um Zerstrahlung von Massen, 
deswegen funktioniert das Beispiel mit dem Atomkraftwerk auch so gut. 
Andreas' Analogie trifft den Nagel auf den Kopf. Oder das Beispiel mit 
der gespannten Feder.

Autor: Johann L. (gjlayde) Benutzerseite
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Andreas Schwarz wrote:
> Wieso wollt ihr unbedingt E = mc^2 anwenden? Die Arbeit wird doch nicht
> dadurch verrichtet dass Masse vernichtet wird...

Masse wird niemals nicht vernichtet.

Masse bleibt gemäß dieser Formel erhalten, nennt man auch 
Enerhieerhaltung.

Die "Massendefekt" zB bei Kernspaltung bezieht sich auf die Ruhemasse. 
Man vergleicht also Äpfel mit Birnen, denn nach der Kernspaltung und 
Betrachtung der beteiligten Teichen unter Ruhemasse hat man einen 
beträchtlichen Teil der Energie (also laut E=mc² Masse) aus dem System 
entfernt!

Ein beim Zerfall entstehendes Gammaquant hat zum Beispiel eine Masse 
(gleichwohl keine Ruhemasse) und wird beim "Massendefekt" unter den 
Tisch fallen gelassen, d.h. Enerie wird stillschweigend aus dem System 
entfernt. Dass in einem nicht-abgeschlossenen System die Energie (und 
damit die Masse) nicht erhalten bleibt, ist trivial.

Die Formel E=mc² sagt nicht, daß Masse und Energie ineinander 
umwandelbar sind, sondern daß beide äquivalent sind. Die Formel macht 
ausserdem keine Aussage darüber inwieweit die Energie eines Systems 
nutzbar ist, immerhin gibt es ja noch einige andere Erhaltungssätze, die 
eingehalten werden müssen: Impuls, Drehimpuls, Ladung, Spin, 
Baryonenzahl, ...

Autor: Gast (Gast)
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>Dass in einem nicht-abgeschlossenen System...

Jaja...das Problem mit der Systemgrenze. Das wird aber auch gerne 
übersehen.

Autor: Spötter (Gast)
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"Der "Massendefekt" z.B. bei Kernspaltung bezieht sich auf die 
Ruhemasse.
Man vergleicht also Äpfel mit Birnen, denn nach der Kernspaltung und
Betrachtung der beteiligten Teichen unter Ruhemasse hat man einen
beträchtlichen Teil der Energie (also laut E=mc² Masse) aus dem System
entfernt!"

=> Also, dann nochmal:

Ein Kern U 235 wird im AKW ( oder in der Atombombe ) gespalten:

Dabei / danach wird ( abgeschrieben aus Standart-Oberstufenphysikbuch ) 
insgesamt eine Energie von ca. 198 MeV frei, verteilt wie folgt:

a) Kinetische Energie der Spaltprodukte:         162 MeV
b)    "          "     "  Spaltneutronen:          6 Mev
c) Energie der spontanen Gammastrahlung:           7 MeV
d)    "     "  Betastrahlung der Spaltprodukte:    5 MeV
e)    "     "  Gammastrahlung "       "            6 MeV
f) Neutrinoenergie der Spaltprodukte              12 MeV

Unschwer könnte man nun die Energieen von a) bis e) in einem 
abgeschlossenen System zusammenhalten ( z.B. mit dicken Blei- und 
Paraffinplatten; die AKW-Betreiber behaupten ja immer, es gelänge "so 
gut wie nichts" nach aussen ).
Die Geschwindigkeit der Teilchen ginge dabei gegen Null, die Photonen 
welcher Frequenz auch immer wären absorbiert usw.

( Neutrinos sind mir jetzt mal egal, nehmen lediglich 6% der Energie 
auf. )

Dann wäre NACH der Fission und NACH allen Zerfällen aller 
Tochterprodukte dieses abgeschlossene System um 198 MeV wärmer UND 
leichter.

MfG.

Autor: Johann L. (gjlayde) Benutzerseite
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Spötter wrote:
>
> ( Neutrinos sind mir jetzt mal egal, nehmen lediglich 6% der Energie
> auf. )
>
> Dann wäre NACH der Fission und NACH allen Zerfällen aller
> Tochterprodukte dieses abgeschlossene System um 198 MeV wärmer UND
> leichter.
>
> MfG.

Ja, es wäre bzw. ist dann wärmer, jedoch nicht leichter, weil die 
Energie nicht aus dem System entfernt wird.

Die deutsche Wiki ist da zB sehr unexakt und missverständlich, die 
englische W ist da weitaus klarer und verständlicher:

> In nuclear reactions, the energy that must be radiated or
> otherwise removed as binding energy may be in the form of
> electromagnetic waves, such as gamma radiation, or as heat.
> Again, however, no mass-deficit can in theory appear until
> this radiation has been emitted and is no longer part of the system.

http://en.wikipedia.org/wiki/Binding_energy#Mass_deficit

Autor: Spötter (Gast)
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Auch gut.

Damit ist jedenfalls definitiv festgestellt, dass ein Akku, nachdem er 
seine beim  Aufladen aufgenommene ( chemische ) Energie wieder nach 
aussen abgegeben hat, z.B. an eine Glühbirne, leichter ist.

Gruss

Autor: T. H. (pumpkin) Benutzerseite
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Spötter wrote:
> Auch gut.
>
> Damit ist jedenfalls definitiv festgestellt, dass ein Akku, nachdem er
> seine beim  Aufladen aufgenommene ( chemische ) Energie wieder nach
> aussen abgegeben hat, z.B. an eine Glühbirne, leichter ist.
>
> Gruss

[ ] Du hast verstanden was da steht.
[X] Du hast nicht verstanden was da steht.

Autor: I_ H. (i_h)
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Chemische Energie ist eine Illusion, genauso wie Temperatur. Man nimmt 
sie nur wahr, wenn man die Sachen von oben betrachtet.

Autor: Visitor (Gast)
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@I_H,

"Chemische Energie ist eine Illusion..."

Was ist z.B. an der Verbrennungswärme von Benzin eine Illusion?

Autor: Stefan Helmert (Firma: dm2sh) (stefan_helmert)
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Kann man mit flüssigem Vakuum Tachyonen spalten?

Autor: Pedda (Gast)
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> Kann man mit flüssigem Vakuum Tachyonen spalten?

Aber sich geht das! Frag mal Spezies 8472, die sind da Experten =)

Autor: I_ H. (i_h)
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Das was du als Wärme wahrnimmst, ist nur eine im Schnitt schnellere 
Teilchenbewegung. Genauso ist chemische Energie, wenn sich zB. 
Elektronen durch die Bindung mit einem anderen Atom in einem anderen 
Orbital aufhalten.

Wärme liefert dir keine Beschreibung wie sie sich verhält, genausowenig 
die chemische Energie. Wenn du aber das darunter liegende betrachtest, 
kannst du alle Zusammenhänge herleiten.

Autor: Visitor (Gast)
Datum:

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@I_H,

die unterschiedlichen Energieniveaus lassen sich eindeutig experimentell 
z.B. über das ausgesandte/absorbierte Licht messen. Was daran Illusion 
ist, ist mir immer noch nicht klar.
Unter chemischer Energie versteht man i.a. die Reaktionsenergie, die 
auch eindeutig bestimmt werden kann (nennt man Reaktionskalorimetrie).
Mit diesr illusorischen Energie kann man übrigens sogar Strom erzeugen 
(z.B. Verbrennungsprozesse in Kraftwerken).

Was meinst Du mit "dem darunter liegenden"?

Autor: Johann L. (gjlayde) Benutzerseite
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Visitor wrote:
> @I_H,
>
> Unter chemischer Energie versteht man i.a. die Reaktionsenergie, die
> auch eindeutig bestimmt werden kann (nennt man Reaktionskalorimetrie).

D.h. man bestimmt die chemische Energie über Wärme.
Gibt es denn einen Weg, chemische Energie direkt zu bestimmen? Also 
einen Stoff zu nehmen (zB ein Protein) und zu bestimmen, wie groß seine 
Bindunsenergien sind?

Auch bei physikalischen Prozessen wie Phasenumwandlungen wird über Wärme 
gegangen, ich wüsst nicht, dass es eine Möglichkeit gibt, die Energie 
direkt zu messen, die man zB braucht, um Eis zu tauen -- ausser eben 
über Kaloriemeter etc, indem man die Phasenumwandlung wirklich 
ausführt, also den ursprünglichen Zustand zerstört, hier also Eis in 
Wasser umwandelt.

> Mit diesr illusorischen Energie kann man übrigens sogar Strom erzeugen
> (z.B. Verbrennungsprozesse in Kraftwerken).

Auch wieder Wärme.

Energie ist eine sehr abstrakter Begriff, finde ich. Obwohl man täglich 
damit hantiert, zB mit der Stromrechnung.

Autor: Visitor (Gast)
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@Johann,

"Mit diesr illusorischen Energie kann man übrigens sogar Strom erzeugen
> (z.B. Verbrennungsprozesse in Kraftwerken).
- Auch wieder Wärme."

Strom ist Wärme???

Außerdem ist es möglich, die Bindungsenergien quantenmechanisch zu 
berechenen.

Verstehe ich Dich richtig, daß die "Chemische Energie" eine rein 
philosophische Tatsache ist?

Autor: Johann L. (gjlayde) Benutzerseite
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Visitor wrote:
> @Johann,
>
> "Mit diesr illusorischen Energie kann man übrigens sogar Strom erzeugen
>> (z.B. Verbrennungsprozesse in Kraftwerken).
> - Auch wieder Wärme."
>
> Strom ist Wärme???

Hat niemand gesagt. In Kraftwerken (Kohle, Öl, Kernfusion/fission, Gas, 
...) wird Wärme erzeugt, die ein Rädchen (Turbine) dreht. Da hängt ein 
Generator dran. Das ist auch der Grund, warum solche Kraftwerke nur etwa 
30%-40% der Energie (angegeben in MWth, thermisch) in Strom umwandeln 
können (angegeben in MWe, elektrisch). Grund ist der 2. Hauptsatz der 
Thermodynamik. Kraftwerke, die direkt Strom erzeugen (zB Photovoltaik) 
tun dies nicht über chemische Prozesse. Direkte Umwandlung 
chemisch->elektrisch machen Batterien/Akkumulatoren.

> Außerdem ist es möglich, die Bindungsenergien quantenmechanisch zu
> berechenen.

Zumindest theoretisch. Bei kompliziertener Bindungen (Proteinen, 
Komplexbindungen etc) dürfe das kaum machbar sein, wenn es auch große 
Fortschritte in der theoretischen Chemie gibt.

Die Frage war aber nicht, ob das theoretisch geht, sondern 
messtechnisch

> Verstehe ich Dich richtig, daß die "Chemische Energie" eine rein
> philosophische Tatsache ist?

Nein, Du verstehst mich nicht richtig. Ich sagte nur, daß Energie ein 
sehr abstrakter Begriff ist. Jedenfalls gibt es anschaulicheres als den 
Hamiltonoperator...

Autor: Visitor (Gast)
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@Johann,

"Kraftwerke, die direkt Strom erzeugen (zB Photovoltaik)
tun dies nicht über chemische Prozesse. Direkte Umwandlung
chemisch->elektrisch machen Batterien/Akkumulatoren."

Aha, in einem Bleiakku laufen also keine chemischen Prozesse ab?

"Zumindest theoretisch. Bei kompliziertener Bindungen (Proteinen,
Komplexbindungen etc) dürfe das kaum machbar sein."

Die quantenmechanischen Gleichungen lassen sich exakt aufstellen. Das 
Problem beteht in der mathematischen Lösung. Hier muß auf 
Näherungsverfahren bzw. vereinfachende Annahmen zurückgegriffen werden, 
die die Ergebnisse naturgemäß mit Fehlern behaftet.
Einfache Zweiatomige Moleküle lassen sich sehr genau berechen.

Die quantenmechanischen Berechnungen lassen sich z.B. auch 
spektroskopisch bestätigen.

Autor: I_ H. (i_h)
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Nu hab ich ja was losgetreten... es ging mir darum, dass Wärme und chem. 
Energie so direkt nicht existieren, sondern sich ausschließlich aus 
anderen Eigenschaften ergeben.
Kennt man die anderen Eigenschaften nicht, kann man die Zusammenhänge 
nur experimentell herleiten (zB. Wärmekapazität, Bindungsenergie, etc.).
Das Ziel der Physik ist es aber gerade Zusammenhänge aus den 
Eigenschaften herzuleiten, und nicht über Experimente.

Will man nun wissen ob zB. ein Akku geladen schwerer ist, nutzt die 
chemische Energie nicht viel, sondern man muss schauen, was dahinter 
steckt. Sonst ist das reine Spekulation.


@Visitor

> die unterschiedlichen Energieniveaus lassen sich eindeutig experimentell
> z.B. über das ausgesandte/absorbierte Licht messen.

Beschäftigst du dich mit der zugrunde liegenden Quantenphysik kannst du 
sie sogar berechnen, musst nur den Aufbau der Teilchen kennen. Es dürfte 
klar sein, dass das der elegantere Ansatz ist, einige Stoffe haben 
nämlich weit über 1000 Linien, und es gibt noch viele Faktoren, die die 
Genauigkeit einer Messung verschlechtern.
Außerdem senden Moleküle häufig auch Kontinuen aus, weil sie Energie zB. 
auch in Rotation speichern können, und da in einem gewissen Bereich 
nicht nur diskrete Energieniveaus besitzen. Das passiert zB. in jeder 
Leuchtstofflampe.
Da kannst du dann nur Vorhersagen treffen, wenn du den genauen Aufbau 
der Moleküle kennst.

Aber von der Chemie und der chemischen Energie bist du dann weit weg. Du 
siehst also, ohne Quantenphysik geht es nicht.

Autor: Visitor (Gast)
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@I_H,

"Da kannst du dann nur Vorhersagen treffen, wenn du den genauen Aufbau
der Moleküle kennst."

Im allgemeinen kennt der Chemiker die Struktur seiner Molekple. 
Bindungsabstände lassen sich ziemlich genau vermessen, z.B. mittels 
Röntgenstrukturanalyse.

Ein einfaches Beispiel:

2 Fe3+ + Cu -> Cu2+ + 2 Fe2+

Diese Reaktion dürfte jedem Platinenätzer bekannt sein.

Ich kann diese Reaktion im Kalorimeter ablaufen lassen und werde eine 
besimmte Enthalpie messen.
Ich kann diese Reakton auch in einer elektrochemischen Zelle ablaufen 
lassen und die freigewordene "Strom"Energie messen.

Preisfrage: "Welche Energie ist größer"?


"Aber von der Chemie und der chemischen Energie bist du dann weit weg."

Dann würde mich Deine Definition der Begriffe Chemie und chemische 
Energie interessieren.

Und jetz bitte nicht "Chemie ist, wenn es knallt und stinkt"

Autor: I_ H. (i_h)
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Der Chemiker weis das aber nur, weil's ihm ein Physiker mal vermessen 
hat, bzw. die theoretischen Grundlagen, die dafür nötig sind, mitgeteilt 
hat.

Das eine ist eben ein Ansatz von oben, der andere von unten. Übrigens 
sind nicht nur die Bindungsabstände entscheiden, sondern noch vieles 
mehr.



Die Reaktionsgleichung ist ja gut und schön - aber was passiert da 
genau, und warum passiert es? Früher oder später führt dich die Frage 
auf den genauen Aufbau zurück, und der gehört nicht mehr zur Chemie, 
sondern das ist Quantenphysik (Orbitale, Aufenthaltswahrscheinlichkeiten 
etc.).

Autor: Visitor (Gast)
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@I_H,

"Der Chemiker weis das aber nur, weil's ihm ein Physiker mal vermessen
hat, bzw. die theoretischen Grundlagen, die dafür nötig sind, mitgeteilt
hat."

Es ging nicht um die Frage, woher der Chemiker etwas weiß, sondern daß 
er es weiß. Es gibt übrigens die Disziplin "Theoretische Chemie", die 
sich mit diesen Fragen beschäftigt (z.B. Linus Pauling war Chemiker).
Oder läuft das jetzt auf die Frage hinaus, welche Disziplin die 
"intelligenteren" Wissenschaftler stellt.

Aulöser war Deine Aussage, Temperatur und chemische Energie seien 
Illusion.
Und ich halte diese Aussage für Geschwurbel ;-).

Aber offenbar kannst Du Dich mit der Tatsache anfreunden, daß 
Bindungsenergien (= Chemische Energie, zumindest nach Deiner Definition) 
wenn auch mit viel Aufwand berechenbar sind (nennt sich übrigens 
ab-initio-Verfahren).

Die Frage ob die elektrochemisch oder kalorisch bestimmte 
Reaktionsenergie der Ätzreaktion größer ist, hast Du nicht beantwortet.

Autor: I_ H. (i_h)
Datum:

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Musst dich doch nicht gleich angegriffen fühlen, weil du mit dem Thema 
scheinbar mehr zu tun hast. Komplizierte Reaktionen beschreiben Chemiker 
und keine Physiker, die Sache hat also offensichtlich ihre Berechtigung. 
Aber man darf dabei nicht vergessen, dass "chemische Energie" ein sehr 
abstraktes Gebilde ist.

Autor: Volker U. (volkeru)
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Insgesamt überwiegend sehr interessante Beiträge, die ich jetzt erst 
entdeckt habe. Leider ohne eine abschließende Beantwortung der eingangs 
gestellten Frage, die ich mir vor kurzem auch gestellt habe.

Christoph Z. schrieb:
> Der einzige Ort, wo das mit der Masse gemessen werden kann, ist ein
> Atomkraftwerk. Aufgrund der frei werdenden Protonen oder Neutronen
> werden die Brennstäbe während des Betriebs tatsächlich geringfügig
> leichter!

Der Masseverlust der Brennstäbe durch Abstrahlung von Masseteilchen wie 
Protonen und Neutronen kann hier nicht als Beweis für die 
Einstein-Formel angeführt werden! Denn das ist nichts anderes, als wenn 
man Atome vom Uran-Pellet mit einem Messer abkratzen würde. Entscheidend 
ist der Masseverlust, der bei der Kernreaktion dadurch eintritt, dass 
sich Teile der Materie tatsächlich in reine Energie umwandeln und 
dadurch als Materie "verloren" gehen, also nur noch in Form reiner 
Energie (= elektromagnetischer Strahlung) weiter existieren. Besonders 
heftig ist dies bei einer Atombombe, bei der tatsächlich einige Gramm 
Materie in reine Energie umgewandelt werden und danach als Materie 
verschwunden sind.

Und im Übrigen ist dazu auch dies hier ganz interessant: 
http://www.mpibpc.mpg.de/151168/Masse_eines_Photons

: Bearbeitet durch User
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