Über die Erwärmung von Oberflächen bei größerer Geschwindigkeit

Es stellt sich die Frage: Warum erwärmen sich Oberflächen ?

Eine Trivialantwort wäre: Wegen Reibung. Das ist aber eine makroskopische Antwort, also billig.

Eine bessere Antwort wäre vermutlich: Weil Vorgänge zwischen Elektronen und Atomkern eine Loslösung mindestens eines Elektrons vom Komplett-Atom bewirken. Gibt es viele losgelöste ehemalige Hüllenelektronen, so spricht man von einem Plasma(gemisch).

Eine Anschlußfrage stellt sich: Welche Temperaturen werden dabei maximal gemessen ?

Eine Gegenfrage wäre: Wie soll denn die Temperatur überhaupt gemessen werden ? Kann man Temperatur überhaupt vernünftig messen ? Wie bewertet man Temperatur ? Sind 1000°C normal, was ist mit 2000°C oder 3000°C ?

Was bewirken 2000°C anderes im Vergleich zu 1000° ? Wird ein Buch bei 2000°C doppelt so schnell verbrannt wie bei 1000° ? - Man sieht, der Begriff Temperatur scheint unsinnig.

Besser wäre vermutlich die Frage: Wenn ich eine Energie von 2000 J zuführe, was geschieht dann anders, als bei 1000 J Energiezufuhr ?

Eine sehr interessante Frage wäre: Welche Mechanismen sorgen für eine Zustandsänderung des Oberflächenmaterials ? Interessant deswegen, weil man vermutlich von mehr als einem Mechanismus auf atomarer Ebene ausgehen kann.

Eine erster Mechanismus könnte sein: Die Ablösung von Hülleneletronen eines Atoms (von außen nach innen).

Eine zweiter, interessanterer Mechanismus könnte sein: Das Schwingen des Atomkerns gegen seine Hüllenelektronen (s. den Artikel Über die Desintegration von Flugzeugen ohne Fremdeinwirkung) Dieses Schwingen dürfte bereits bei Geschwindigkeiten eines festen Makrokörpers in einem Luftkörper oberhalb von ca. 100 km/h Relativgeschwindigkeit eine Rolle spielen.

Gehen wir mal von ca. 1000 km/h Relativgeschwindigkeit zwischen Luft und Festkörper aus:

Dann...

...to be continued

Über die Desintegration von Flugzeugen bei einem Absturz ohne Fremdeinwirkung

Beobachtung: Es fällt auf, dass bei Flugzeugabstürzen oftmals eine fast vollständige Desintegration sämtlicher Bestandteile des Flugzeugs und seiner mit ihm beförderten Inneneinrichtung, Waren und Menschen stattfindet.

Man könnte daher vielleicht besser von einer Desintegration auf atomarer Ebene sprechen, als von einem Auseinanderbrechen des Flugzeugs (was impliziert, dass größere Materialverbünde intakt bleiben, wenn man so will: eine makroskopische Desintegration stattfindet).

Untersuchung a: Es wäre daher interessant herauszufinden, bei welcher atomaren Belastung ein Atom desintegriert. Zunächst würde man vermuten, dass hierfür der aufbrechende Zusammenhalt der benachbarten Hüllenelektronen verantwortlich ist. Das ist auch vermutlich nicht falsch, aber eigentlich nicht der entscheidenede Punkt:

Da nämlich der Kern deutlich schwerer ist, als seine sämtlichen Hüllenelektronen zusammmen, so kann man modellmäßig sicher besser von einer volumenmäßig kleinen und gewichtsmäßig großen Masse in einem Hohlkörper mit dem ungefähren Durchmesser 10EE-10 m sprechen.

Weil die Massenträgheit (bis zu einem Gegenbeweis) auch auf das System Atomkern-Atomhülle zutrifft, kann man sich den Effekt einer plötzlichen Abbremsung (sprich: Crash eines Flugzeugatoms auf den Erdboden) gut vorstellen:

Der Atomkern nähert sich plötzlich einseitig der "unteren" (dem Erdboden zugewandten) Seite der Atomhülle: Dadurch finden starke Abstoßungsreaktionen zwischen Atomkern und seiner unteren Atomhülle statt.

Mit dem möglichen und zu beweisendem Effekt, dass viele Elektronen quasi durch ihren eigenen Atomkern "weggesprengt werden". Und zwar so weit, dass eine Atombindung zwischen benachbarten Atomen nicht meht gegeben ist.

Untersuchung b: Grundsätzlich wäre es daher interessant, die Grenzgeschwindigkeit(en) herauszufinden, bei der Zerstörung nur auf Grund von makroskopischen Atomverbundsfehlern auftritt und bei welchen Geschwindigkeiten in einem unbeschädigten Atomverbund ein Versagen auf Grund von Interaktionsvorgängen zwischen Atomkern und Atomhülle auftritt.

...to be continued