Physik: Dichte von Helium

[Der Martin]

n'Abend,

[...] allenfalls vielleicht einen Kernphysiker.
Wir behandeln gerade Kernphysik, des wegen die Frage ;)

oh, Volltreffer.  ;-)

Und zwar sollen wir das Volumen der Erde bestimmen, wenn man alle Atome so "komprimiert", dass zwischen diesen kein Nichts (keine "Luft" ) mehr ist. Also das jedes Atom das andere Atom berührt.

Auweia. Dazu müsste man nun wirklich erstmal festlegen, wie kompakt man die Materie in Gedanken packen möchte: So, dass die Elektronenhülle jedes Atoms die der Nachbarn berührt? Oder gar so, dass selbst die Atomkerne dicht gepackt liegen (dann würden wir aus der Erde quasi einen Neutronenstern machen)?
Ich nehme an, wir meinen ersteres, denn dann ergibt auch der Atomradius einen Sinn, der ja normalerweise die mittlere Ausdehnung der Elektronenhülle mit einschließt. Natürlich ist das auch geometrisch ein Problem, denn die meisten Modelle nehmen für die Atome näherungsweise eine Kugelform an. Und nun pack' mal Kugeln dicht an dicht, so dass kein Leerraum dazwischen bleibt. Das geht nicht.

Dabei sollen wir es nur so betrachten, als wäre die Erde aus Helium-Atomen aufgebaut, bzw. man eine Helium-Blase von der Größe der Erde hat.

Ah ja. Also eine Gasblase von der Größe der Erde. Das sind dann ungefähr

V = 4/3*π * (6.37*10^6m)³ ≈ 1.08*10^21 m³

Da wir eingangs schon die Dichte von Helium mit 0.18 kg/m³ gegeben hatten, kommen wir für diese Helium-Erdblase auf eine Masse von

m = 0.18 kg/m³ * 1.08*10^21m³ ≈ 1.95*10^23 kg

So, diese Menge Helium jetzt dicht gepackt ...

Man berechnet den Faktor von Dichte von Helium (0,18) zu Dichte eines Heliumsatoms (750). Dieser Faktor ist 4200.
Sprich, auf 1 Anteil Atom kommen 4200 Anteile 'Nichts' im Gas Helium
Dann teilt man das Volumen der Erde durch diesen Faktor.

Hmm, das wäre ein alternativer Ansatz, ohne sich überhaupt um die Gasblase zu kümmern. Du setzt einfach die Eigenschaften des "Materials" ins Verhältnis. Irgeneine innere Stimme sagt mir, dass da ein grober Denkfehler drinsteckt, aber ich komme nicht drauf.

(Wobei die Berechnung nicht sehr genau sein soll, sondern nur ein Näherungswert sein soll)

Das sowieso. Ist ja auch nur ein Gedankenexperiment, das eh niemand mal eben ausprobiert. ;-)
Ob dir das alles jetzt wirklich weitergeholfen hat, ist mir allerdings noch schleierhaft, in dem Punkt geht's mir ähnlich wie Vinzenz ...

So long,
 Martin