Heiße Münze gefunden

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

Hi.

Ich erinnere mich noch genau, als ich (vor vielen Jahren) in einer heißen Wüste war (>40°C). Auf der Betonstraße fand ich eine Münze. Ich freute mich, und wollte sie aufheben. Doch ich musste sie fallen lassen, weil sie so heiß war.

Frage 1) Warum war die Münze heißer als der Asphalt oder der Wüstensand? Wenn Dinge (auch wenn sie unterschiedliches Meterial haben) lange genug gleicher Temperatur (durch Sonneneinstrahlung) ausgesetzt sind, müssten sie dochannähernd gleiche Temperatur haben.

Frage 2) Wieso war sie so heiß? 40°C gilt im Schatten, in der Sonne sind es mehr. Aber wie viel mehr? 60°? Eine 60°-Münze könnte man doch noch anfassen, oder?

LG
Andastra

#2

Hallo.

Frage 1) Warum war die Münze heißer als der Asphalt oder der
Wüstensand?

War sie garantiert nicht, denn das widerspräche der Thermodynamik. Metall hat aber i.A. die Eigenschaft eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufzuweisen, d.h. Wärme wird schneller transportiert als in Stoffen mit niedriger Wärmeleitfähigkeit. (Das ist auch der Grund, warum Metalloberflächen sich kalt anfühlen, obwohl sie Umgebungstemperatur haben.)

Frage 2) Wieso war sie so heiß? 40°C gilt im Schatten, in der
Sonne sind es mehr. Aber wie viel mehr? 60°? Eine 60°-Münze
könnte man doch noch anfassen, oder?

Die Schmerzschwelle der Thermorezeptoren liegt imho bei ungefähr 45°C.
Der Beton/Teer/Asphaltbeton kann aber bei direkter Sonneneinstrahlung sicherlich eine Temperatur erreichen, die weit über diesem Grenzwert liegt.

mfG Dirk

#3

Frage 1) Warum war die Münze heißer als der Asphalt oder der
Wüstensand? Wenn Dinge (auch wenn sie unterschiedliches
Meterial haben) lange genug gleicher Temperatur (durch
Sonneneinstrahlung) ausgesetzt sind, müssten sie dochannähernd
gleiche Temperatur haben.

Wenn ein Körper der Sonnenstrahlung ausgesetzt ist, erwärmt er sich solange, bis der Wärmeabgabe aufgrund der gestiegenen Temperatur gleich der Wärmeaufnahme durch die absorbierte Sonnenstrahlung ist. Diese Gleichgewichtstemperatur ist eben für verschiedene Körper verschieden und bei der Münze war sie eben bei 60°C.

Gruß
Oliver

#4

War sie garantiert nicht, denn das widerspräche der
Thermodynamik. Metall hat aber i.A. die Eigenschaft eine hohe
Wärmeleitfähigkeit aufzuweisen, d.h. Wärme wird schneller
transportiert als in Stoffen mit niedriger Wärmeleitfähigkeit.
(Das ist auch der Grund, warum Metalloberflächen sich kalt
anfühlen, obwohl sie Umgebungstemperatur haben.)

Umgebungstemperatur ist nicht ganz richtig. Es kommt darauf an, ob etwas wärmer oder kälter als die Haut ist. Ist es kälter, so sprechen die Kälterezeptoren an. Metalle sind aufgrund guter Wärmeleitung und meist hoher Wärmekapazität in der Lage, die Haut schnell abzukühlen, und fühlen sich daher kälter an als kaltes Styropor. Das Gleiche gilt für heiße Körper: Metalle können der Haut schneller viel Wärme zuführen als Styropor und fühlen sich (wenn sie wärmer sind als die Haut) heißer an als gleichwarmes Styropor. (In viel höherem Maße gilt das ganze übrigens für Wasser aufgrund dessen gigantischer Wärmekapazität: In 18° „warmem“ Wasser zu schwimmen, ist eine echte Zumutung. Und die Zunge verbrennt man sich immer nur an den „nassen“ Teilen der Pizza (Tomatenscheibe!))

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#5

Wenn ein Körper der Sonnenstrahlung ausgesetzt ist, erwärmt er
sich solange, bis der Wärmeabgabe aufgrund der gestiegenen
Temperatur gleich der Wärmeaufnahme durch die absorbierte
Sonnenstrahlung ist. Diese Gleichgewichtstemperatur ist eben
für verschiedene Körper verschieden und bei der Münze war sie
eben bei 60°C.

Nach Stefan-Boltzman hängt die Strahlungsleistung ausschließlich von der Temperatur eines Körpers ab. Müsste dann nicht die Gleichgewichtstemperatur bei jedem Körper gleich sein?

Was mir noch einfällt: Die Albedo und spezifische Wärmekapazität unterscheidet sich. Damit erreicht ein dunkler Körper mit geringer spez. WK schneller die Gleichgewichtstemperatur als z. B. Schnee.

#6

Was unter Anderem auch der Grund ist, warum man in der Sauna auf Holzbänken und nicht auf Metallbänken sitzt…

Aua…

Oliver

#7

Nach Stefan-Boltzman hängt die Strahlungsleistung
ausschließlich von der Temperatur eines Körpers ab. Müsste
dann nicht die Gleichgewichtstemperatur bei jedem Körper
gleich sein?

Das gilt nur für sog. „schwarze Strahler“, bei allen anderen Körpern kommt dann noch ein material-, frequenz- und temperaturabhängiger Faktor dazu.

Gruß
Oliver

#8

Was unter Anderem auch der Grund ist, warum man in der Sauna
auf Holzbänken und nicht auf Metallbänken sitzt…

Und man möglichst keinen Schmuck wie Hals- oder Armketten aus Metall trägt, ansonsten spürt man schnell, wie heiß 90°C wirklich sind.

Gerhard

#9

Hallo Andastra,

60°? Eine 60°-Münze
könnte man doch noch anfassen, oder?

Ab etwa 60°C werden Eiweisse in deinem Körper zerstört (sie gerinnen), es werden also Zellen zerstört !!

Deshalb empfindest du mormalerweise Dinge ab 45°C bis 50°C schon als zu heiss und lässt sie sofortwieder los.

Wie schon geschrieben wurde spielt natürlich die Wärmeleitfähigkeit eine grosse Rolle, dein Finger muss ja aufgeheizt werden und diese Wärmeenergie muss aus dem angefassten Gegenstand kommen. Das Materiel der Hizekacheln vom Spaceshuttle kannst du anfassen auch wenn es 1’000°C heiss ist ohne dir die Finger zu verbrennen, weil das Zeugs die Wärme halt fast nicht weiterleitet.

Das ist wie mit der statischen AUfladung im Winter. An der Tüfalle springt ein Funken über, weil du mit 10’000V aufgeleden bist, aber es fliesst fast kein Strom und deshalb fällst du auch nicht gleich tot um.

MfG Peter(TOO)