Что делает газ, поддерживаемый давлением вырождения электронов, изотермическим?

Я пытаюсь понять, почему ядра красных гигантов изотермические. Они поддерживаются вырожденными электронами из-за экстремальных давлений по сравнению с тепловой энергией в ядре, которое заставляет электроны занимать самые низкие энергетические состояния вплоть до энергии ионизации. Я просто не понимаю, что делает ядра почти изотермическими.

Позволяет ли отсутствие зависимости от температуры проводить тепловую энергию по всему ядру?

У вас есть правильный ответ на вопрос, почему газ изотермичен, но остерегайтесь одного: ваша формулировка звучит так, будто вы считаете, что вырождение делает давление высоким, но на самом деле это высвобождаемая кинетическая энергия делает давление высоким. Все, что делает вырождение, — это понижает температуру, а значит, снижает тепловое давление. Итак, вы правы, тепловое давление низкое по сравнению с полным давлением газа, но вырождение действует только на первое, второе - только на кинетическую энергию.
Нет такой вещи, как давление = давление вырождения + тепловое давление. Это просто давление, вызванное распределением частиц по импульсу, которое является функцией (числа) плотности и температуры. Утверждение об отношении давления к тепловой энергии (плотности) верно: примерно 2/3 для невырожденного идеального газа и порядка ( Е Ф / к Т ) 2 для вырожденного газа.

Ответы (1)

Теплопроводность вырожденного фермионного газа чрезвычайно высока, поскольку длина свободного пробега фермионов очень велика. Фермионы могут иметь большой импульс и гораздо более высокие скорости, чем в случае невырожденного газа с аналогичной температурой. А поскольку пустых состояний с низкой энергией немного, они не могут легко подвергаться диссипативным рассеяниям, если вовлеченный фермион не превышает локальную энергию Ферми.

В результате тепло в виде кинетической энергии фермионов (электронов в случае ядра гелия, поддерживаемого давлением вырождения электронов) может легко передаваться до тех пор, пока газ не станет изотермическим.

«И, поскольку пустых состояний с низкой энергией мало, они не могут легко страдать от событий диссипативного рассеяния, если задействованный фермион не превышает локальную энергию Ферми». Это имеет для меня большой смысл. Электроны способны отводить тепло от ядра наружу, потому что их нелегко поймать. Естественно, этот процесс будет происходить от более горячих регионов к более холодным. это предотвращает нагрев ядра? Или это какой-то процесс, связанный с потерей нейтрино?
@handroski В принципе вырожденный газ легко нагреть (я полагаю, вы имеете в виду повышение температуры), потому что он имеет очень низкую теплоемкость. В ядре He все сложнее, потому что ионы невырождены. Они могут выступать в качестве стока тепловой энергии. Ядро нагревается, так образуется углерод...
Что делает газ, поддерживаемый давлением вырождения электронов, изотермическим?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v