Elektrische vs. mechanische Energie

[Ernst]

Was ist hier falsch?

Die Elektronen geben ihre kinetische Energie ja nicht im Faden ab. Sie gehen mit der gleichen Energie hinein, wie sie wieder herauskommen. Was "abgegeben" wird, ist die sie treibende Kraft, die Spannung. Diese Kraft wird "aufgebraucht" zur Überwindung des "Reibungswiderstandes" des Fadenmaterials auf die Elektronen. Vor dem Faden ist die Spannung U1 und nach dem Faden Null.

Gruß
Ernst

[Ernst]

Woher soll die Reibung kommen wenn nicht durch Stöße?

Schon. Aber der Energieverlust infolge der Stöße wird permanent durch die Wirkung der Treibkraft Spannung kompensiert. Sodaß der Energielieferant für die Erwärmung des Fadens letztlich nicht die kinetische Energie der Elektronen auffrißt, sondern die sie aufrechterhaltende Treibkraft Spannung. Deshalb ist das wesentliche Element der Wärmeleistung neben dem unveränderten Elektronenstrom die sich abbauende Spannung.
Wenn man das schon so mechanistisch sehen will.

Gruß
Ernst

[Hannes]

Hallo Chief !

Die Elektronen bewegen sich schon thermisch mit 100.000m/s und stoßen mit anderen Teilchen zusammen (thermisches Gleichgewicht). Wenn zusätzlich die Driftbewegung dazu kommt sind die Stöße etwas heftiger was dann die Erwärmung verursachen soll.

Da kommt jetzt die Frage dazu: Was ist Wärme ?

Nach meinem Wissen ist Wärme definiert durch die Molekülbewegungen.

Und diese Molekülbewegungen weden von der thermischen Bewegung
der Elektronen ausgelöst, wie du ja darstellst.
Der absolute Nullpunkt ist gleichzeitig das Ende der Molekülbewegungen.

Mit Gruß

Hannes

[Kurt]

Hallo Chief !

Die Elektronen bewegen sich schon thermisch mit 100.000m/s und stoßen mit anderen Teilchen zusammen (thermisches Gleichgewicht). Wenn zusätzlich die Driftbewegung dazu kommt sind die Stöße etwas heftiger was dann die Erwärmung verursachen soll.

Da kommt jetzt die Frage dazu: Was ist Wärme ?

Nach meinem Wissen ist Wärme definiert durch die Molekülbewegungen.

Und diese Molekülbewegungen weden von der thermischen Bewegung
der Elektronen ausgelöst, wie du ja darstellst.
Der absolute Nullpunkt ist gleichzeitig das Ende der Molekülbewegungen.

Und der Bewegungen der Elektronen innerhalb der Atome.
Die Eigenresonanz der Elektronen und Kernbausteine bleibt auch dann erhalten.

Kurt

[Kurt]

Und der Bewegungen der Elektronen innerhalb der Atome.
...

Kurt

Diese Bewegungen können m.E. wärmetechnisch nicht erfasst werden weil sie außerhalb des abgeschlossenen Systems (Atom oder Molekül) keine Wirkung zeigen. Die sind auch im Grundzustand unveränderlich.

Gruß

Als Wärme werden die Wirkungen bezeichnet die nach aussen wirken und nicht gerade monofrequenzt sind.
Das hat mit Bewegung nur indirekt zu tun.
Bewegung ist der Auslöser, aber nicht die Temperatur.
Deswegen spielt es auch keine Rolle ob Elektronen gebunden sind oder nicht.
Entscheidend für die "Wärmestärke" ist die Wirkung die auftritt.
Und solche können nur auftreten wenn sich was verändert/bewegt.
Und zwar beschleunigt bewegt, sonst nicht.
Ob im Atom, im Molekül, oder dazwischen, es ist egal.

Kurt

[galactic32]

Hallo Chief und MitLeser,
was zu dem Beitrag vom Mo 1. Feb 2010, 23:59 falsch war?Und ergänzendes zu weiteren Beiträgen bis Di 2. Feb 2010, 18:17!
Nun einige Größenordnungen!
Die wesentlichen TatSachen, Blickwinkel kamen auch erst wenigst zur Geltung!
Mit einem Mol , d.h etwa 602 Trilliarden Teilchen, von Wolfram (GlühwendelDraht), hätten wir zwischen 118 Gramm(Silber) und 235 Gramm(Uran) des Metalls.
Der WendelDraht wiegt wohl nur wenige MilliGramm!
Grobe Annahme, im LeitungsBand wird ein „Elektron“ je Atom als ElektronenGasPartikel zur Verfügung gestellt!
230 Volt mal 1 Ampere (GleichStrom) gibt sehr genau 230 Joule pro Sekunde an Wärme (~95%) und sichtbarerres Licht (~5%) ab!
1 QuadratMillimeter Querschnitt eines KupferLeiters liefert etwa besagte wenige cm/s Driftgeschwindigkeit je Àmpere!
Der (Doppel!-)WendelDraht ist dagegen entschieden feiner!Dürften einige Meter je Sekunde Driftung werden !
Elektronen „stoßen“ normalerweise eben auch weniger mit GitterFehlern,VerUnReinigungen, es reicht da eigentlich schon die termische, kaotische Schwingung der AtomRümpfe,Kerne mit Resthülle also, die selbst in reinstem kristalligstem Metall für genügend WechselWirkung sorgen!
Ein SupraLeiter ist mit höchster Wahrscheinlichkeit eher sehr verunreinigt und hat bestimmt auch kein annähend perfektes Gitter.Ok da gabs was mit den Cuper-Paaren (sind das Magnetisch gekoppelte Spin-Auf-Spin-Ab-ElektronenPaare?Gekoppelte AtomRümpfe scheinen's nicht zu sein?).
Die Ladung (Elektronen) fließt in eine Lücke von Verdichteten GitterBausteinen und verändert, beschleunigt damit diese aufeinander, dabei geht Energie über's ElektronenGas in die GitterSchwingungen über.Die AtomRümpfe, in derern ElektronenStruktur dann entsprechend angeregt neigen zum gewohnten WärmeStrahlungsVerhalten (hier LämpchenLeuchterei).
Die Elektronen in den Metall-Atomen sind eindeutig manchmal demnach weniger im GrundZustand (zumindest das „äußerste“ Elektron).
Die mitllere DriftGeschwindigkeit (wenige cm je Sekunde )wird hier gut mit der betragsmäßig mittleren termischen Geschwindigkeit (wenige hundert Kilometer je Sekunde) verquirlt.
So wirkt die Aussage mit 100.000.000 Stößen daneben!So ein hypothetisches Elektron dürfte dann etwa an 100.000 mal mehr Atomen je Sekunde „vorbeikommen“!
Allerdings sollte schon 1 Stoß AusReichen um dem Metall-Atom ordentlich „Energie“ zu geben !Ein brauchbarer Kontakt (plastischer Stoß!)mit einem 220 eV „Elektron“ und das Wolfrämchen gibt vielleicht einhundert sichtbare sogenannte Photonen ab!
Mit „Reibung“ und „Stoß“ ist es in dieser MikroWelt so nicht ganz treffend.Das „Umlenken“ von Kugelkondensatoren (WolframResthüllen) geschieht ja eher durch „statische“ Felder! Die Impuls/Energie-Übertragung (Stoßen) sieht in einer entsprechenden Zeitlupe dann eher wie das sanfteste Fließen (Strömen/UmModellieren) aus!

So weit wenige Stichworte zu der GrundIdee,
Gruß @

[galactic32]

...
Um Elektronen auf 220eV zu beschleunigen müsste freie Weglänge gleich der Glühwendellänge...

Ok.Bei technisch homogen einwandfreien Wendeln.
Im Hinterkopf hatt ich eher einer RöntgenRöhre.
Auch wenn so eine WegWefTechnik durglüht, treten nette NebenEffekte ein.
Auch beim Absprühen von Ladungen an Spitzen zu Spitzen darf mit netten Lichtbögen, vor allem bei Gleichstrom zu mit-zu-Be-Rechnen sein!
So manche Schilderungen über Temperaturen in solchen "Gebilden" lassen noch viel mehr SpielRaum für Gepartikelte Ladungen zu.
Das ein Gas eine eigene frei WegLänge hat, also das "ElektronenGas" mit sich selbst stößt könnte auch noch anerwähnt werden, aber das solche "MatheMatik" dazu im Buch steht reicht mir meist.
So weit als kurze Weiter-An-Überlegung Gruß