Kommt Blitzenergie von der Sonne oder den Atomen?

Wissenschaft Physik
#1

Hallo, das ist eine relativ einfache Physikfrage, die ich wohl selbst beantworten könnte, wenn ich einen etwas klareren Kopf hätte (wenngleich ich ein vollkommener Laie bin).
Und zwar ist die Sonne ja für die Energie auf der Erde verantwortlich. Hinzu kommen wohl noch einige Effekte durch die Erdbewegung. Aber Luftbewegungen und das Wetter werden hauptsächlich durch die Sonne verursacht. Das ist aber auch nicht die Frage, und wahrscheinlich egal. Ich frage mich nur über die Energie von Blitzen. Wenn die Sonne (und Erdrotation oder was auch immer) das Wetter verursacht, dann könnte man durch die Energieerhaltung denken, dass alle Energie daher kommt. Aber die Blitzenergie ist doch gleichzeitig eine Energie, die daneben aus dem Potential der Atome selbst kommt. Oder nicht? Besteht die Blitzenergie aus der Luftbewegung und Wärme selbst, oder ist die Elektrizität dann noch etwas eigenes, zustzliches?

Das ist wohl eine allgemeine (einfache) Frage zu Elektrizität.

#2

hier bin ich leider nicht der richtige Ansprechpartner

#3

In Physik bin ich auch nur Laie, aber von Elektrizität verstehe ich ein wenig. Deshalb kann ich dir deine Frage nur als Laie beantworten.

Die Sonne wärmt eine Luftmasse auf. Diese aufgewärmte Luftmasse trift auf eine kalte Luftmasse. Diese beiden Luftmassen reiben aneinander und laden sich dabei elektrostatisch auf, wie ein Luftballon an einem Wollpullover.

Blitze entstehen, wenn diese Ladungen sich ausgleichen / entladen.

Also, die Sonne ist zwar daran beteiligt, durch die Aufwärmung der einen Luftmasse. Die Ladung der Luftmassen resultiert aber im wesentlichen aus der Bewegung der Luftmassen, die teilweise wohl auch auf die Erdrotation zurückzuführen ist.

Deshalb denke ich, dass Blitzenergie teilweise aus Sonnenenergie, und teilweise aus Bewegungsenergie der Erdrotation bestehen.

Aber wie gesagt, ich bin da auch nur Laie.

LG
Andreas

#4

Hallo,
als ich in der Mail nur den Betreff gelesen hatte, dachte ich: Das ist aber eine merkwürdige Frage. Aber nein, sie ist interessant! Denn es wurde richtig erkannt, dass für die Entstehung von Gewittern und damit von Blitzen, neben den chemischen und physikalischen Eigenschaften feuchter Luft allein die durch die Sonne getriggerten Luftbewegungen verantwortlich sind. Ohne starke Aufwinde aufgrund labiler Schichtungen keine Ladungstrennungen und somit keine Blitze.
Bleibt noch die Erdrotation. Nun, die großräumigen, durch die Corioliskraft beeinflussten Luftströmungen sind oft maßgeblich an Gewitterlagen beteiligt. Aber es geht auch ohne, siehe Tropen am Äquator. Also die Sonne ist fast allein Schuld.

Gruß Reko

#5

D.h. die Energie ist genau äquivalent mit den Luftbewegungen, die am Prozess beteiligt sind, und die chemisch-physikalischen Prozesse sind lediglich eine direkte Umwandlung dieser Bewegungen und Reibung? Aber so ist es doch nicht undeingt nichtmit allen atomaren Prozessen? Dort ist bekanntlich ein gewaltiges Potential in ihrer eigenen Struktur verborgen, oder allgemeiner gesagt, handelt es sich hier um dasselbe Potential der Sonne. Oder ist es jedesmal nur eine Fortpflanzung des Inputs? Im universalistischen Modell ergibt das sicher Sinn, aber so wie die Atome zu einem bestimmten Zustand vorliegen, haben sie doch sicher schon ein Potential, das teilweise exponentiale (und as weiß ich was) für Effekte haben kann.

Vielleicht muss man so fragen: lässt sich die Ladung aus der Reibung berechnen? Vermutlich schon, aber basiert das nicht wiederum auf normierten Werten, die wiederum das Potential voraussetzen?

Also ist es vielleicht genauer zu fragen: ist es eine Kombination aus dem was in den Atomen/Elektronen vorhanden ist und der Reibung, wobei es vielleicht gar nicht mal so sehr die Reibung ist, die sich ja auch anders verteilen kann, aber gewissermaßen das elektrische Potential in den Luftmassen, das immer schon „präsent“ ist, aber erst durch die Sonnenenergie frei wird.

Ich glaube ich vergleiche das in Gedanken immer mit dem Feueranzünden, wo sich der Prozess fortpflanzt, aber der Input ja viel kleiner sein kann als das Ergebnis.

Kann man sagen, die Luftreibung ist „dieselbe“ Energie wie die Blitzenergie, oder vielleicht größer oder kleiner? Wahrscheinlich größer, da es nicht so lokal begrenzt ist und meist einen großen geografischen Raum umfasst, aber könnte sie auch theoretisch kleiner sein?

Vielleicht kann man das noch präzisieren, wie das Verhältnis dieser Umwandlung chemischer Prozesse aussieht.

#6

Über die das Wettergeschehen an sich treibende Energie besteht weitgehend Klarheit, sie entstammt im Wesentlichen dem Kombinat aus Sonnenenergie und (ein bisschen) geothermischer Wärme, durch Reibung und Corioliskraft mischt auch die kinetische Energie der Erdrotation mit. Was die Blitze betrifft, liegt vieles noch im Dunkel- gesichert ist erstmal, dass es in Luftmassen, die bestimmte Aerosole enthalten (va. Eis, es blitzt jedoch auch ordentlich aus zB. Aschewolken aktiver Vulkane) zur räumlichen Trennung von Ladungsträgern kommt. Die Energie des in der Gewitterwolke gegenwärtigen elektrischen Feldes entspricht hauptsächlich der Transportenergie dieser Ladungsträger- ein geladenes Partikel gleich welcher Art lässt sich entgegen der Kraftwirkung des sich aufbauenden Feldes schwerer bewegen als ein ungeladenes, ansonsten identes Partikel. Genauer gesagt muss zum Verschieben eines Partikels mit der Ladung q entlang einer Feldlinie des Feldes mit der Feldstärke E um den Weg s der Energiebetrag W = q x E x s aufgewendet werden. Daher entstammt die Energie der Blitze me. im Wesentlichen denselben Quellen, welche die Vertikaldynamik des Wettergeschehens antreiben. Wie es aber zum selektiven Ladungstransport überhaupt kommt, ist hingegen noch kaum bekannt (aber auch nicht Teil der Frage).

#7

Sorry, hab jetzt erst die anderen Beiträge gelesen. Noch mal konkreter auf den Punkt gebracht: verschiedenartige Aerosole (zB. Wasser/ Eiskörner) laden sich unterschiedlich auf. In dieser Trennung steckt noch nicht die Blitzenergie. Das Wesentliche ist jetzt, dass besagte Partikel auch andere mechanische Eigenschaften haben und daher anders transportiert werden (mit den vertikalen Strömungen). Dadurch erst häufen sich geladene Teilchen in den höheren Wolkenstockwerken an, es kommt zum Aufbau eines E- Feldes (denn genau das ist es). Besteht dieses Feld erstmal, hat es das Bestreben, sich wieder abzubauen, das äußert sich in einer Kraftwirkung auf die nachfolgenden Partikel gleicher Ladung entgegen ihrer Bewegungsrichtung. Das Produkt dieser Kraft (s.o.) und dem Weg, den die Teilchen auf ihrer Reise entgegen des Feldes zurücklegen, entspricht der Energie. Aus den Atomen selbst kommt dabei gar nichts.

#8

Zunächst einmal ist das Bild, das hier von der Blitzenergie gezeichnet wird, ein sehr einfaches und obendrein falsches Bild. Ein ganzer Forschungszweig befast sich mit der Entstehung von Blitzen und dessen „Nutzung“. Und ein Erklärung ist weitaus komplexer und schwieriger, als das man es mit einfachen Worten machen könnte. Sicherlich ist die Erdrotation, die Sonnen, der Wasserdampf respektive der Luftfeuchte mit für die Effekte der Atmosphäre verantwortlich aber ebend nicht nur. Man hat versucht die Entstehung von Blitzen auf Ladungstrennung, ähnlich einem Bandgenerator, zurück zu führen, aber ebend nicht nur. Ich empfehle sich mal mit dem Stichwort „Blitzforschung“ im Internet umzusehen.

#9

Das ist natürlich klar, es ging ja auch nur darum, was die Hauptquelle der Energie ist. Wie immer die Ladungsverschiebung im Detail funktioniert (das ist immer noch großteils unbekannt, war aber auch nicht Gegenstand der Frage), die Energie steckt im Feld und entstammt letztlich in irgendeiner Form der Bewegung der Luftmassen mit ihren Aerosolen. Kernprozesse- oder was sonst sollte man unter der „Energie der Atome“ verstehen- dürften dafür wohl kaum verantwortlich sein. Die Höhenstrahlung spielt dann auch noch irgendwie mit, aber auch sie ist letztlich großteils solaren Ursprungs.

#10

Hallo, also meiner Meinung nach werden die meisten Blitze im Endeffekt nur durch die Sonne mit Energie versorgt. Die Sonne sorgt durch die Verdunstung und die Erwärmung der Luft dafür dass die feuchte,warme Luft aufsteigt. Durch die Reibung der positiv geladenen Eiskristalle der oberen Luftschicht und den negativ geladenen Wassertröpchen der austeigenden Luft baut sich eine Ladung auf die sich, wenn Sie groß genug ist als Blitz entlädt um die Spannungen auszugleichen.
Ansonsten beobachtet man Blitze häufig über ausgebrochenen Vulkanen. Obwohl man noch nicht genau weiß warum, werden Diese offensichtlich über die Erwärme gespeist, die nichts mit Sonnenenergie zu tun hat.
Obwohl sich statische Ladung auf atomarer Ebene abspielt, hat dies nichts zu tun mit Kern- bzw Atomkraft zu tun.

LG Bernd

#11

Servus,

die Blitzenergie kommt zunächst einmal durch die Reibung der Wasserteilchen in der Gewitterwolke. Indirekt kommt sie dann natürlich auch von der Sonne, denn ohne Sonnenenergie keine Gewitter. Und dann kommt sie auch noch indirekter von den Atomen, da die Sonnenenergie durch Kernfusion in der Sonne entsteht. Direkt, wie gesagt, kommt sie aber durch die Reibung in einer turbulenten Gewitterwolke. Es bauen sich in der Wolke starke negative und positive Ladungen aus, und die gleichen sich dann durch eine elektrische Entladung, den Blitz aus. Die meisten Blitze gibt es daher auch innerhalb der Wolke und, man glaubt es kaum, nur einen relativ geringen Teil von der Wolke zur Erde bzw. umgekehrt.

#12

Kann leider nicht helfen, vielleicht findest Du was im WWW.