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Nachricht |
Vogelmensch
Gast
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 Vogelmensch Verfasst am: 29. Mai 2024 12:09 Titel: Wieso ist Sauerstoff oder Stickstoff kein Treibhausgas? |
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Meine Frage:
CO2 ist ein Treibhausgas, genau wie Methan etc. Sie absorbieren also Wärmestrahlung, aber wieso macht O2 oder N2 das nicht? Davon gibt es ja auch mehr in der Atmosphäre.
Meine Ideen:
Könnt ihr das genauer erklären? |
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Füsik-Gast
Gast
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| Füsik-Gast Verfasst am: 29. Mai 2024 12:19 Titel: Tribhausgas |
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Treibhausgase müssen in der Lage sein,Infrarotstrhalung zu absorbieren.
CO2 ist ein sogenanntes IR-aktvies Gas,O2 und N2 sind dagegen IR-inaktiv.
Grundlagen dazu unter Infrarot(IR)-Spektroskopie oder infrarotaktiv nachschlagen.Da geht es u.a. auch um Veränderungen des Dipolmoments.
Füsik-Gast. |
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Vogelmensch
Gast
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| Vogelmensch Verfasst am: 29. Mai 2024 12:23 Titel: Re: Tribhausgas |
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| Füsik-Gast hat Folgendes geschrieben: | Treibhausgase müssen in der Lage sein,Infrarotstrhalung zu absorbieren.
CO2 ist ein sogenanntes IR-aktvies Gas,O2 und N2 sind dagegen IR-inaktiv.
Grundlagen dazu unter Infrarot(IR)-Spektroskopie oder infrarotaktiv nachschlagen.Da geht es u.a. auch um Veränderungen des Dipolmoments.
Füsik-Gast. |
Dass es so ist, weiß ich. Die Frage war aber: wieso? |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7460
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| Steffen Bühler Verfasst am: 29. Mai 2024 13:09 Titel: |
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Du willst wissen, wieso ein Stickstoff- oder Sauerstoffmolekül kein Dipolmoment hat? Oder wieso es deswegen infrarot-inaktiv ist? Oder wieso es deswegen kein Treibhausgas ist? Oder was willst Du genau wissen? |
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Vogelmensch
Gast
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| Vogelmensch Verfasst am: 29. Mai 2024 13:15 Titel: |
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| Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben: | | Du willst wissen, wieso ein Stickstoff- oder Sauerstoffmolekül kein Dipolmoment hat? Oder wieso es deswegen infrarot-inaktiv ist? Oder wieso es deswegen kein Treibhausgas ist? Oder was willst Du genau wissen? |
Gut zusammengefasst: wieso hat es keinen Dipolmoment? Und wieso braucht man eines für Infrarot-Aktivität? |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5740
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| DrStupid Verfasst am: 29. Mai 2024 14:45 Titel: |
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| Vogelmensch hat Folgendes geschrieben: | | wieso hat es keinen Dipolmoment? |
Für einen elektrischen Dipol braucht man unterschiedliche elektrische Ladungen. Die müssen nicht entgegengesetzt sein. Es genügt schon, wenn die Atome eine unterschiedliche Elektronegativität haben. Bei C und O im Kohlendioxid bzw. H und O im Wasser ist das der Fall. Bei Stickstoff und Sauerstoff besteht das Molekül aber jeweils aus zwei gleichen Atomen.
| Vogelmensch hat Folgendes geschrieben: | | Und wieso braucht man eines für Infrarot-Aktivität? |
Wenn eine elektromagnetische Welle am Molekül vorbei läuft, dann ändert sich das elektrische Feld. Das ist im Grunde so, als ob man das Molekül in einen Plattenkondensator steckt. Auf unterschiedlich geladene Atome wirken dann unterschiedliche Kräfte. Dadurch können sich Bindungslängen und -winkel ändern. Alle Deformationen, die auf diese Weise erzeugt werden können, sind IR-aktiv. Das sind genau die, bei denen sich das Dipolmoment ändert. |
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Vogelmensch
Gast
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| Vogelmensch Verfasst am: 29. Mai 2024 17:17 Titel: |
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Danke. Ich habe mal ein Experiment gelesen, bei dem ein Onlinenutzer den Treibhauseffekt widerlegen wollte. Stimmt das?:
Stelle Rohr senkrecht in Gravitationsfeld. Fülle Rohr mal mit CO2, mal mit N2.
2. HS behauptet, dass die Temperatur in beiden Fällen von unten bis oben gleich ist. Nur der Gasdruck ist unten größer als oben, aber nicht die Temperatur.
CO2-Hypothese behauptet, dass das dichte CO2-Gas im unteren Rohr wärmer ist, weil es die Strahlung zwischen 13 und 17 mym absorbiert und in Wärme umwandelt. Im oberen Rohr ist nur wenig CO2-Gas, was Strahlung absorbieren könnte. Bei starker Gravitation absorbiert das dichte Gas im unteren Teil sogar die Strahlung von oben und wandelt sie in Wärme um.
Es kann nur eine Behauptung richtig sein. Ich vertraue eher der Physik als der Klimaforschung. |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5740
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| DrStupid Verfasst am: 29. Mai 2024 18:30 Titel: |
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| Vogelmensch hat Folgendes geschrieben: | | Stelle Rohr senkrecht in Gravitationsfeld. Fülle Rohr mal mit CO2, mal mit N2. |
Wenn das funktionieren soll, dann muss das Rohr so hoch sein wie die Atmosphäre. Es ist klar, dass das wenig praktikabel ist.
| Vogelmensch hat Folgendes geschrieben: | | 2. HS behauptet, dass die Temperatur in beiden Fällen von unten bis oben gleich ist. |
Das würde passieren, wenn das Rohr thermisch isoliert wäre. Um den Treibhauseffekt zu simulieren, muss es aber von unten geheizt werden. Das führt zu einem adiabatischen Temperaturgradienten.
| Vogelmensch hat Folgendes geschrieben: | | CO2-Hypothese behauptet, dass das dichte CO2-Gas im unteren Rohr wärmer ist, weil es die Strahlung zwischen 13 und 17 mym absorbiert und in Wärme umwandelt. Im oberen Rohr ist nur wenig CO2-Gas, was Strahlung absorbieren könnte. |
Das ist viel zu einfach gedacht. Der Treibhauseffekt ist deutlich komplexer. Insbesondere muss man dabei nicht nur die Absorption, sondern auch die Emission von IR-Strahlung durch Treibhausgase berücksichtigen. Der Dichtegradient ist dagegen nicht unmittelbar beteiligt. |
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Vogelmensch
Gast
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| Vogelmensch Verfasst am: 29. Mai 2024 18:43 Titel: |
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Danke! Bist du zufällig Atmosphärenphysiker? Kennst du Lehrbücher oder Online-Texte, in denen ich mehr dazu lernen kann? |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5740
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| DrStupid Verfasst am: 29. Mai 2024 19:26 Titel: |
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Nein und nein. Die einzige mir bekannte Quelle, in der das Ganze kurz und trotzdem korrekt dargestellt wird, ist ein Youtube-Video von Sabine Hossenfelder:
https://www.youtube.com/watch?v=oqu5DjzOBF8
In der Populärwissenschaft findet man praktisch nur die falsche Beschreibung, die sie als Middle School Level bezeichnet. Für die High School Version muss man schon in Fachliteratur eintauchen. Damit versteht man grundsätzlich den Treibhauseffekt, aber noch nicht, warum er durch zusätzliches CO2 verstärkt wird. Die PhD Version habe ich in dieser kompakten Form nirgendwo anders gesehen (vermutlich weil ich gar nicht weiß, wo ich suchen müsste). |
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Vogelmensch
Gast
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| Vogelmensch Verfasst am: 29. Mai 2024 20:06 Titel: |
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Danke für das Video! Wie komplex das ganze ist macht mich Buff. Hast du Physik studiert? Hast du in irgendeinem Lehrbuch etwas über den Treibhauseffekt stehen? |
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Günther Walther
Gast
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| Günther Walther Verfasst am: 29. Mai 2024 20:39 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Nein und nein. Die einzige mir bekannte Quelle, in der das Ganze kurz und trotzdem korrekt dargestellt wird, ist ein Youtube-Video von Sabine Hossenfelder |
So wie ich das Video verstanden habe, sagt es, dass Treibhausgase IR-Licht nicht daran zurück auf die Erde lenken , sondern dafür sorgen, dass kühle Luft vermehrt die Erde verlässt. Richtig?
Gruß,
Günther |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5740
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| DrStupid Verfasst am: 29. Mai 2024 21:07 Titel: |
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| Günther Walther hat Folgendes geschrieben: | | So wie ich das Video verstanden habe, sagt es, dass Treibhausgase IR-Licht nicht daran zurück auf die Erde lenken , sondern dafür sorgen, dass kühle Luft vermehrt die Erde verlässt. Richtig? |
Nein, nicht kühle Luft, sondern IR-Strahlung aus kühlerer Luft verlässt die Erde. Weil ein kalter Körper weniger Strahlung emittiert als ein warmer, muss sich die Atmosphäre aufheizen, damit die Bilanz wieder stimmt. Anders als meistens dargestellt, spielt sich dieser Effekt aber nur an den Flanken der Absorptionsbanden ab, weil die Zentren gesättigt sind.
Davon abgesehen gibt es eine Rückstrahlung zur Erde. Das ist aber keine reflektierte oder sonst irgendwie umgelenkte Strahlung vom Erdboden, sondern IR-Strahlung, die von den Treibhausgasen selbst emittiert wird. Das ist aber nur ein Nebeneffekt auf den im Video nicht eingegangen wurde. |
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Günther Walther
Gast
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| Günther Walther Verfasst am: 29. Mai 2024 21:29 Titel: |
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| DrStupid hat Folgendes geschrieben: | | Günther Walther hat Folgendes geschrieben: | | So wie ich das Video verstanden habe, sagt es, dass Treibhausgase IR-Licht nicht daran zurück auf die Erde lenken , sondern dafür sorgen, dass kühle Luft vermehrt die Erde verlässt. Richtig? |
Nein, nicht kühle Luft, sondern IR-Strahlung aus kühlerer Luft verlässt die Erde. Weil ein kalter Körper weniger Strahlung emittiert als ein warmer, muss sich die Atmosphäre aufheizen, damit die Bilanz wieder stimmt. Anders als meistens dargestellt, spielt sich dieser Effekt aber nur an den Flanken der Absorptionsbanden ab, weil die Zentren gesättigt sind.
Davon abgesehen gibt es eine Rückstrahlung zur Erde. Das ist aber keine reflektierte oder sonst irgendwie umgelenkte Strahlung vom Erdboden, sondern IR-Strahlung, die von den Treibhausgasen selbst emittiert wird. Das ist aber nur ein Nebeneffekt auf den im Video nicht eingegangen wurde. |
Vielen Dank für Ihre Antwort! Ich verstehe es leider nicht richtig, aber inzwischen bin ich in einem Alter angekommen, indem ich es nicht mehr verstehen muss. Hoffe nur, dass unsere Jungen das noch irgendwie retten können.
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