Vergleich Stoff- und Lichtgas

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Die Tabelle (5.12) vermittelt ein Gefühl für den Unterschied, der unter Normalbedingungen bei Stoff- bzw. Lichtgas inbezug auf Teilchenzahl und Energie sowie Energiekapazität herrscht. Während die mittlere Energie eines Hohlraumstrahlungs-Photons bei gleicher Temperatur höher ist als die eines Stoffteilchens, bleibt ihre schiere Zahl bei Raumtemperatur so klein, dass die Gesamtenergie und damit auch die spezifische Wärmekapazität viele Größenordnungen kleiner als die des Stoffs ausfallen (das gleicht sich größenordnungsmäßig erst bei einer Million Kelvin an).

Entsteht das Photonengas eines Licht-Stoff-Gemischs nicht nur aus dem thermischen Gleichgewicht mit der Wandung (näherungsweise als Hohlraumstrahlung), sondern auch aus dem mit umwandlungsfähigen Stoffteilchen, dann können die Verhältnisse anders aussehen. Dies gilt insbesondere dann, wenn Anfangs- und Endzustand einer quantitativen Oxidation betrachtet werden: Die chemische Energie wird über Photonen freigesetzt und auf Stoffteilchen übertragen, deren Impuls sich gerichtet auskoppeln und auf drehbare Körper übertragen lässt.

 

Charakteristikum

Stoffgas

Lichtgas

Vergleich

Teilchenzahl in 1 m³ bei 300 K

2,69E+25

5,48E+14

2,04E-11

Mittlere Energie [J]

6,21E-21

1,12E-20

1,80E+00

Gesamtenergie [J]

1,67E+05

6,12E-06

3,67E-11

Energiekapazität [J/K]

5,57E+02

8,16E-08

1,47E-10

Tabelle 5.12: Energetischer Vergleich zwischen Stoff- und Lichtgas.