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Physiker1
Anmeldungsdatum: 22.08.2015
Beiträge: 1
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 Physiker1 Verfasst am: 22. Aug 2015 17:58 Titel: Sonnenbestrahlung einer Aluminiumplatte - Energie |
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Meine Frage:
Hallo, ich habe jetzt schon 3 Stunden im Internet gesucht, aber nichts gefunden, mit dem ich etwas anfangen könnte.
Im Projektkurs Physik haben wir eine Seite einer schwarz bemalten Aluminiumplatte an einem sehr sonnigen Tag mit Sonnenlicht bestrahlt. Die Platte befand sich in einem Styroporgehäuse, sodass relativ wenig Wärme verloren gegangen sein sollte.
Zeit der Bestrahlung: t=600s
A=0,0036m^2
m=0,0477
Spez. Wärmekapazität von Al: 0,89 J/g*K
Ergebnisse:
Vergangene Zeit(s)/Temperatur(°C)
0 22
20 23.2
40 24.3
60 25.8
80 27.1
100 28.4
120 29.6
140 30.8
160 31.8
180 32.9
200 34
220 35
240 35.9
260 36.7
280 37.7
300 38.7
320 39.8
340 41.1
360 41.9
380 42.8
400 44.1
420 45.4
440 46.2
460 46.7
480 47.5
500 48.2
520 49
540 49.7
560 50.4
580 51
600 51.6
Die Aufgabe ist jetzt eine möglichst passende Regression zu finden und herauszufinden, wie viel Energie pro Sekunde auf einen m^2 trifft.
Meine Ideen:
Zwar passt eine Regression mit einer ganzrationalen Funktion ziemlich gut, aber optimalerweise sollte sich die Steigung doch mit steigendem x-Wert 0 annähern und nicht unter 0 fallen oder?
Ich würde mir diesen Effekt so erklären, dass der Stoff mit steigender Temperatur weniger Lichtenergie in Wärmeenergie umwandelt. Ich weiß aber nicht, welche Formel da anzuwenden ist...
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Huggy
Anmeldungsdatum: 16.08.2012
Beiträge: 785
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Passwortvergessen
Gast
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| Passwortvergessen Verfasst am: 26. Aug 2015 19:35 Titel: Komme nicht weiter! |
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Mit der Formel für c und den gegebenen Werten bin ich jetzt auf eine Energie von 7,076 J/cm^2*min gekommen, was ungefähr den im Internet zu findenden 8J entspricht.
Aber mit der Funktion komme ich nicht weiter.
Eine Näherung wäre:
a=108
b*e=1,0008
c=0,89
t=t
Wie bekomme ich die maximale Temperatur und was sind b und e? 
Und wo kommt die vierte Potenz vor (hat das was mit Cs ( T / 100 )^4 zu tun)?
lg,
Physiker1
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Huggy
Anmeldungsdatum: 16.08.2012
Beiträge: 785
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| Huggy Verfasst am: 27. Aug 2015 10:18 Titel: Re: Komme nicht weiter! |
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| Passwortvergessen hat Folgendes geschrieben: | | Mit der Formel für c und den gegebenen Werten bin ich jetzt auf eine Energie von 7,076 J/cm^2*min gekommen, was ungefähr den im Internet zu findenden 8J entspricht. |
Weshalb verwendest du so eine unhandliche Einheit? Umgerechnet sind das 1179 W/m^2. Das erscheint mir arg hoch. Ich fand im Internet eine Angabe für Deutschland im Sommer bei klarem Himmel von 600 - 1000 W/m^2. Mit meiner Kurvenanpassung bin ich auf 780 W/m^2 gekommen.
| Zitat: | Aber mit der Funktion komme ich nicht weiter.
...
Wie bekomme ich die maximale Temperatur und was sind b und e? ? |
e ist keine Anpassungskonstante. Es ist die Eulersche Konstante, die als Basis der Exponentialfunktion  verwendet wird. Die sollte dir bekannt sein. Anpassungskonstanten sind lediglich a, b und c. Dafür habe ich bekommen:
a = 90.1
b = 68.2
c = 9.69*10^-4
Die mit dieser Anpassung prognostizierte maximale Temperatur ist also 90.1 °C.
| Zitat: | | (Und wo kommt die vierte Potenz vor (hat das was mit Cs ( T / 100 )^4 zu tun)? |
Das  -Gesetz geht in meinen Ansatz nicht ein. Ich habe es nur erwähnt, um den physikalischen Grund anzugeben, weshalb die Temperatur der Platte nicht beliebig hoch werden kann.
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Physiker1233
Gast
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| Physiker1233 Verfasst am: 27. Aug 2015 21:09 Titel: |
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Aber diese Funktion mit den obigen Werten geht nicht durch die gemessenen Werte oder?
Besser passen würden:
a=90,1
b=63
c=9,69*10^-4,7
Dann wäre die Nullstelle auch ungefähr der absolute Nullpunkt.
Wie kommt man denn von der Kurve auf die Leistung der Sonne?
Danke für die Hilfe bis hierhin!
lg,
Physiker1
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Huggy
Anmeldungsdatum: 16.08.2012
Beiträge: 785
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| Huggy Verfasst am: 28. Aug 2015 09:49 Titel: |
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| Physiker1233 hat Folgendes geschrieben: | | Aber diese Funktion mit den obigen Werten geht nicht durch die gemessenen Werte oder? |
Doch, das tut sie. Es ist die von mir oben eingezeichnete Kurve. Beachte, mein Ansatz gibt die Temperatur in °C an, wie sie auch in deiner Tabelle steht.
| Zitat: | | Dann wäre die Nullstelle auch ungefähr der absolute Nullpunkt |
Es macht wenig Sinn, in der Zeit rückwärts bis zum absoluten Nullpunkt zu extrapolieren.
| Zitat: | | Wie kommt man denn von der Kurve auf die Leistung der Sonne? |
Die Leistung der Sonne kann man aus dem Anstieg der Kurve zum Zeitpunkt  bestimmen. Dieser Anstieg ergibt sich mit meinem Ansatz zu
=b\cdot c)
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