Physik Forum

[heisenberg]

Ist die elektromagnetische Kraft temperaturabhängig?
Ich frage, weil die verschiedenen Aggregatzustände temperaturabhängig sind. Also, wenn etwas fest ist, müsste die elektromagnetische Kraft am stärksten sein da die Teilchen ja sich gegenseitig am stärksten anziehen und auch am stärksten abstoßen. Und das kann man ja mit niedrigen Temperaturen erreichen. Wenn etwas flüssig ist, also, wenn die Temperatur erhöht wird, müsste die elektromagnetische Kraft schwächer werden da die Teilchen ja sich nicht so stark anziehen und abstoßen. Und schließlich wenn etwas gasförmig ist, also, die Temperatur relativ hoch ist, müsste die elektromagnetische Kraft gar nicht oder nur geringfügig vorhanden sein da die Teilchen sich ja nicht mehr anziehen und abstoßen.
Auch werden Magneten wenn man sie auf die Curie-Temperatur bringt , zerstört.
Ist meine Schlussfolgerung richtig?

[Hausmann]

[Fritz]

Nein, ich würde eher sagen, dass die kinetische Energie der Moleküle mit der Temperatur steigt. Die elektromagnetischen Kräfte sind aber immer gleich groß.

In einem Festkörper ist die Temperatur relativ gering, die Moleküle ordnen sich zb. kristallförmig an, jedes hat seinen festen Platz. Führt man dem Festkörper Energie zu, so werden die Atome an ihren Plätzen beginnen zu schwingen, so also ob alle Moleküle mit Federn zusammengehängt werden.

Erhöht man die Temperatur weiter so reicht irgendwann die Bindungsenergie nicht mehr aus um alle Atome an ihren Plätzen zu halten. Ob ein Molekül sich aus dem Gitter löst oder nicht entscheidet der quantenmechanische Zufall. Je höher die mittlere kinetische Energie ist um so größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein einzelnes Molekül genug Energie aufnimmt um sich aus dem Gitter zu lösen.

Bei Festkörpern, die aus unterschiedlichen Kristallarten bestehen (zb. Eisen) kommt es nun zu Umkristallisierungen. Immer wenn ein Fe-Atom genug Energie bekommt um sich aus seinem aktuellen Gitter zu lösen kann es passieren, dass es sich einem anderen (energetisch günstigern) Gitter anschließt. Dadurch wachsen die Kristalle im Festkörper, je nach Temperatur und Zusammensetzung bilden sich unterschiedliche Kristallformen aus. (siehe Fe-C-Diagramm)

Ferromagnetismus entseht durch die spezielle Anordnung der Eisenatome in einem bestimmten Kristallgitter (Weiß'sche Bezirke). Die Atome sind dort alle gleich ausgerichtet. Erhöht man aber die Temperatur über einen kritischen Wert so nehmen die Atome so viel Energie aus, dass sie nicht mehr in Reih und Glied stehen sondern ungeordnet herumtanzen, damit entsteht kein Magnetismus mehr.

Bei weiterer Erhöhung der Temperatur lösen sich die Moleküle schließlich ganz aus ihrem Gitter und bilden nur mehr spontane, kurzzeitige Bindungen, dann spricht man von 'flüssig'.

Irgendwann binden sich die Moleküle dann überhaupt nicht mehr und schirren nur mehr ziellos umher, wobei sie mit anderen Molekülen eher zusammenstoßen als sich zu binden. Dann handelt es sich um ein Gas.

Führt man noch mehr Energie zu, so beginnen auch die Elektronen in den Atomen sich in immer höhere Schalen zu begeben, kurz darauf fallen sie wieder herunter und geben dabei Licht ab.

Ist die Energie eines Elektrons groß genug, so kann es die Anziehung des Atomkerns ganz überwinden und fliegt nun frei vom Atomkern herum. Da nun plötzlich freie Ladungsträger vorhanden sind wird das Gas elektrisch leitfähig! Man spricht von einem ionisierten Gas, oder Plasma.


Du siehst, es lässt sich alles hinreichend mit der kinetischen Energie und dem Quantenmodell des Atoms erklären.



mfg Fritz

[heisenberg]

Ah, ja. Hast Recht. Herzlichen Dank, Fritz. Ich muss einfach fragen, bist du Lehrer oder dergleichen?

[Fritz]

[heisenberg]

Also, ich empfehle es dir herzlich. Ich habe einige deiner Beiträge gelesen und du nimmst eher eine belehrende, als eine kritische Rolle ein. Und dir ist auch bewusst, dass du nur deine Interpretation des Sachverhaltes liefern kannst. Das, finde ich, sind einmal die Grundvoraussetzungen für einen guten Lehrer. Danke jedenfalls nocheinmal für die tolle Erklärung. Habe die Inspiration für diese Idee aus einem Richard Feynman-Vortrag-Ausschnitt, wo er über "jiggling balls" geredet hat und dachte, er wollte darauf hinaus, dass Elektromagnetismus irgendwas mit der Temperatur zu tun hat.

[Fritz]

Vielen Dank.

So ein freundliches Kompliment bekomme ich eher selten in einem Forum.

mfg Fritz