Die Sonne ist die Grundlage allen irdischen Lebens. In ihrem heißen Inneren brennt ein beständiges Fusionsfeuer, bei dem eine gewaltige Energie frei wird. Der riesige Plasmaball besteht überwiegend aus Wasserstoffkernen, die zu Heliumkernen verschmelzen. Vereinfacht finden etwa 9,2 ⋅ 1037 Kernfusionen pro Sekunde statt. Dabei wird pro Fusion eine Energie von etwa 4,19 ⋅ 10-12 J frei. Diese gewaltige Energie beleuchtet und erwärmt als Strahlungsenergie auch unseren Planeten Erde.
| a) | Die Masse der Sonne beträgt etwa 1,9 ⋅ 1030 kg. Sie bestand zu Beginn zu etwa 70% aus Wasserstoff. Berechne die Anzahl der Wasserstoffatome, falls ein Atom eine Masse von 1,67 ⋅ 10-27 kg hat. |
| b) | Berechne die Zeitdauer, bis aller Wasserstoff der Sonne zu Helium fusioniert ist. Vergleiche diesen Wert mit der tatsächlichen Lebensdauer der Sonne. |
| c) | Der Energiebedarf der Welt beträgt zirka 1,85 ⋅ 1013 J pro Sekunde. Berechne die Energiemenge, die die Sonne pro Sekunde bereitstellt und vergleiche die beiden Energiemengen. |
| d) | Die Energie der Sonne wird in alle Raumrichtungen abgestrahlt. Berechne die Energiemenge, die in der Entfernung vom einer AE auf einen Quadratmeter fällt! Hinweis: Eine Kugel mit Radius r hat eine Oberfläche von O = 4 ⋅ π⋅ r2 |