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Drog
Anmeldungsdatum: 14.11.2019
Beiträge: 1
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 Drog Verfasst am: 14. Nov 2019 11:28 Titel: Wärmeabgabe im Weltraum |
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Hallo zusammen,
ich bin gerade mit einem Kollegen am diskutieren, ob man im Weltraum gefrieren würde, wie es in vielen Filmen immer so oft gezeigt wird.
Ich denke das man es nicht tun würde, da man ja Wärmeenergie an die Teilchen in seine Umgebung abgibt, und wo keine Teilchen sind..... Drauf gekommen sind wir darauf über die Kühlung eines PC´s.
Hier wird die Wärme an die Luft abgegeben. Wenn wir ein Luftleeres Gehäuse hätten, könnten die Bauteile ihre Wärmeenergie nicht abgeben und das System würde überhitzen.
Würden wir jetzt einen Aluminiumblock auf 100 Grad erhitzen und in den Weltraum schießen würde er auf Ewig seine Temperatur halten, da keine Materie vorhanden ist, an die er seine wärme abgeben könnte? (Absorption durch Licht oder andere Strahlung mal außen vor gelassen.)
Habe ich da etwas übersehen? |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18079
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| TomS Verfasst am: 14. Nov 2019 14:25 Titel: |
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Die Kühlung im Weltraum ist tatsächlich weniger effizient als in einem umgebenden Medium, da die Wärmeabgabe ausschließlich durch Strahlung erfolgt.
Die Temperatur würde also langsamer sinken als bei einem kühlenden Medium. Dennoch würde der Körper asymptotisch bis zum absoluten Nullpunkt abkühlen.
Die Berechnung erfolgt mittels
https://de.wikipedia.org/wiki/Stefan-Boltzmann-Gesetz
https://de.wikipedia.org/wiki/Spezifische_Wärmekapazität
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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iselilja
Anmeldungsdatum: 07.11.2019
Beiträge: 149
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| iselilja Verfasst am: 14. Nov 2019 15:08 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: |
Die Temperatur würde also langsamer sinken als bei einem kühlenden Medium. Dennoch würde der Körper asymptotisch bis zum absoluten Nullpunkt abkühlen.
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Aber doch nur unter der Annahme, dass keine Strahlung auf ihn einwirkt - also im diskreten Zustand. In einfacher Betrachtung, müsste er doch irgendwo oberhalb des Nullpunktes sich stabilisieren, oder? Bspw. bei geringfügiger Sonneneinstrahlung. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18079
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| TomS Verfasst am: 14. Nov 2019 15:56 Titel: |
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Ja.
Wenn der Körper umgekehrt Strahlung absorbiert, dann würde sich ein Gleichgeweicht oberhalb des absoluten Nullpunktes einstellen.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 982
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| Frankx Verfasst am: 14. Nov 2019 21:27 Titel: |
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| Zitat: | | Wenn der Körper umgekehrt Strahlung absorbiert, dann würde sich ein Gleichgeweicht oberhalb des absoluten Nullpunktes einstellen. |
Zumindest um die Hintergrundstrahlung kommt er ja nicht herum. Also dürfte die minimale Temperatur bei ca. 2,725 K liegen. Tiefer kommt man im All durch Abstrahlung auch in der finstersten Ecke nicht.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18079
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| TomS Verfasst am: 14. Nov 2019 22:17 Titel: |
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Stimmt.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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Duke711
Anmeldungsdatum: 26.01.2017
Beiträge: 434
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| Duke711 Verfasst am: 15. Nov 2019 01:10 Titel: |
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Warum sollte man das nicht?
Wie erwärmt dann bitte schön die Sonne den Planeten Erde, dürfte ja gar nicht möglich sein......
Außerdem würde man ohne aktive Heizung im Raumanzug sehr schnell auskühlen. Rechne doch mal bei einer Differenz von 300 K den Verlust durch die Wärmestrahlung aus. |
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iselilja
Anmeldungsdatum: 07.11.2019
Beiträge: 149
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| iselilja Verfasst am: 15. Nov 2019 05:09 Titel: |
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| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | Warum sollte man das nicht?
Wie erwärmt dann bitte schön die Sonne den Planeten Erde, dürfte ja gar nicht möglich sein......
Außerdem würde man ohne aktive Heizung im Raumanzug sehr schnell auskühlen. Rechne doch mal bei einer Differenz von 300 K den Verlust durch die Wärmestrahlung aus. |
Das ist zu kompliziert, weil das von einer Reihe anderer Faktoren anhängt. Verhältnis von Oberfläche zu Volumen. Eigenproduktion des Körpers an Energie. Nähe zu einer Strahlungsquelle. Intensität der Strahlungsquelle usw. Generell strahlen Massen Wärmeenergie ab. Je größer die Masse oder Temperatur, desto größer die Strahlungsabgabe. Bei Erde und Venus ist es bspw. anders als bei Mars oder Mond, weil sie zusätzlich eine Atmosphäre haben, was das Verhältnis von Strahlungseinwirkung auf die Masse und Strahlungsabgabe latent (!) verändert. Siehe Klimaproblematik. Das ließe sich mit etwas Phantasie in etwa mit dem Raumanzug vergleichen. :-)
Bei kleinen Körpern, wie etwa der Masse eine PC-Kühlers, kann man aber schon ganz gut pauschal sagen, dass die Eigentemperatur über das gesamte Körperfeld hinweg ziemlich nahe gen knapp über Null streben würde, wenn kaum Strahlung auf ihn einwirkt. Allerdings würde er überhitzen, wenn er im Vakuum als Kühler tatsächlich Anwendung findet. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18079
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| TomS Verfasst am: 15. Nov 2019 06:24 Titel: |
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| Duke711 hat Folgendes geschrieben: | | Warum sollte man das nicht? |
Warum sollte was nicht?
| iselilja hat Folgendes geschrieben: | | Das ist zu kompliziert, weil ... |
Nee, ist es - zumindest für ein paar einfache Fälle - nicht.
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