| Autor |
Nachricht |
Empedokles
Anmeldungsdatum: 20.07.2012
Beiträge: 14
|
 Empedokles Verfasst am: 20. Jul 2012 18:26 Titel: Erdstrahlung, Stefan Boltzmann |
 |
|
Meine Frage:
Hi, ich bin Student für Forstwissenschaften und in wenigen Tagen steht mir eine Physikklausur bevor. Altklausuren lässt sich entnehmen, dass die folgende Aufgabe (höchstens in leicht abgewandelter Form) auch in der mich betreffenden Klausur gestellt wird:
___________________________________________________________
a) Bei welcher Wellenlänge strahlt die Erdoberfläche maximal, wenn das Wellenlängenmaximum der Sonne bei 0,5 Mikrometer liegt?
b) Wie viel Energie strahlt die Erde pro Sekunde ab?
Gegeben:
Stefan-Boltzmann-Konstante= 5,67*10^-8 W m^-2 K^-4, Oberflächentemperatur Erde Te=15°C, Temperatur am Rande der Sonne Ts=5960 K, Erdradius rE= 6271km
__________________________________________________________
Wäre natürlich über jede Hilfe sehr dankbar!
Meine Ideen:
Zu a) könnte ich mir vorstellen, dass das mit dem Wienschen Verschiebungsgesetz zu tun hat. Bei weiterem Fortführen dieses Lösungsansatzes bin ich dann aber zu keinem Ergebnis gekommen..
Aufgabenteil b) müsste mit der Strahlungsflußdichte bestimmt werden können:
Strahlung=Energieflußdichte*Oberfläche
Oberfläche = 4*Pi*r²
Energieflußdichte = "Stefan Boltzmann Konstante" * T^4 (??)
Das Ergebnis wäre dann aber in (kg*m^2)/s^3, bzw. in Watt, wie muss ich das dann umrechnen, um die Frage genau beantworten zu können (oder zielt die Frage auf die Einheit J/s ab?)? |
|
 |
nucleus
Gast
|
| nucleus Verfasst am: 20. Jul 2012 18:37 Titel: |
|
|
| Empedokles hat Folgendes geschrieben: | | Zu a) könnte ich mir vorstellen, dass das mit dem Wienschen Verschiebungsgesetz zu tun hat. Bei weiterem Fortführen dieses Lösungsansatzes bin ich dann aber zu keinem Ergebnis gekommen.. |
Wo genau hattest du denn Schwierigkeiten? Das Wiensche Verschiebungsgesetz ist schon der richtige Ansatz, wobei man hier nur anwenden muss, dass das Wellenlängenmaximum proportional 1/T ist. Die Proportionalitätskonstante kannst du aus den Angaben für die Sonne berechnen, und damit auf die Wellenlänge des Maximums für die Erde schließen.
| Empedokles hat Folgendes geschrieben: | | Das Ergebnis wäre dann aber in (kg*m^2)/s^3, bzw. in Watt, wie muss ich das dann umrechnen, um die Frage genau beantworten zu können (oder zielt die Frage auf die Einheit J/s ab?)? |
Ja, 1 Watt ist gleich 1 Joule / Sekunde. Oder wo genau bist du dir unsicher? |
|
|
Empedokles
Anmeldungsdatum: 20.07.2012
Beiträge: 14
|
| Empedokles Verfasst am: 20. Jul 2012 23:19 Titel: |
|
|
| nucleus hat Folgendes geschrieben: |
Wo genau hattest du denn Schwierigkeiten? Das Wiensche Verschiebungsgesetz ist schon der richtige Ansatz, wobei man hier nur anwenden muss, dass das Wellenlängenmaximum proportional 1/T ist. Die Proportionalitätskonstante kannst du aus den Angaben für die Sonne berechnen, und damit auf die Wellenlänge des Maximums für die Erde schließen.
|
Da habe ich Schwierigkeiten:
Mit dem Wienschen Verschiebungsgesetz habe ich
0,5*10^-9nm=(2,89*10^-9 m*K) / (5960 K)
für die maximale Wellenlänge der Sonne, was hindert mich daran, das selbe für die Erdstrahlung zu machen? Sprich: Lambda = b/T(Erde) -> (2,9*10^-3 m K) / (288 K) = 1*10^-5 m = 10 Mikrometer. |
|
|
franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
|
| franz Verfasst am: 21. Jul 2012 06:17 Titel: |
|
|
Der Hinweis auf die Sonne bezweckte nur die Wiensche Konstante selber zu berechnen bzw. zu "umgehen". Das ist durch die von Dir durchgeführte Berechnung natürlich unnötig.
Fehlt noch die Summation dieser "Erdstrahlung".
[Ich hoffe, daß der Begriff "maximale Wellenlänge" nicht in die falsche Kehle kommt.; vielleicht den Artikel nochmal überfliegen. Und ich wundere mich, womit Forstleute physikalisch beschäftigt werden. Ich hätte spontan eher an umstürzende Bäume, rutschende Fahrzeuge oder Ballistik gedacht.] |
|
|
Empedokles
Anmeldungsdatum: 20.07.2012
Beiträge: 14
|
| Empedokles Verfasst am: 21. Jul 2012 10:30 Titel: |
|
|
| franz hat Folgendes geschrieben: | Der Hinweis auf die Sonne bezweckte nur die Wiensche Konstante selber zu berechnen bzw. zu "umgehen". Das ist durch die von Dir durchgeführte Berechnung natürlich unnötig.
Fehlt noch die Summation dieser "Erdstrahlung".
[Ich hoffe, daß der Begriff "maximale Wellenlänge" nicht in die falsche Kehle kommt.; vielleicht den Artikel nochmal überfliegen. Und ich wundere mich, womit Forstleute physikalisch beschäftigt werden. Ich hätte spontan eher an umstürzende Bäume, rutschende Fahrzeuge oder Ballistik gedacht.] |
Achso! Gut, Wellenlänge(Sonne) und deren Temperatur sind gegeben, dann muss ich die nur in das Wiensche Verschiebungsgesetz einsetzen, die Konstante berechnen und damit dann die Wellenlänge(Erde) berechnen. Das ist ja sowasvon unnötig verkompliziert.
Ja die "Physikklausur für Forstwissenschaftler" umfasst 4 Themengebiete (Mechanik, Elektrizitätslehre, Wärmelehre und das hier). In erster Linie soll mit Physik die Grundlage für das Themengebiert Bioklimatologie erarbeitet werden. Wiensches Verschiebungsgesetz & Stefan Boltzmann Gesetz werden da z.B. die Strahlung von Waldbeständen gebraucht.
Abschließend bedanke ich mich jedenfalls für die rasche Hilfe!  |
|
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
