Hallo Experten,
inwieweit kann Vakuum Temperaturen leiten - brauchen Waerme bzw. Kaelte immer ein Traegermedium?
Leitet ein Raum, in welchem Unterdruck herrscht, schlechter? Inwieweit?
Gruss
Desperado
Hallo,
inwieweit kann Vakuum Temperaturen leiten - brauchen Waerme
bzw. Kaelte immer ein Traegermedium?
Wärme wird durch 1) Teilchetransport, 2) Wärmeleitung (oder auch Wärmediffusion) und 3) Strahlung transportiert. 1) und 2) fallen im Vakuum weg.
Leitet ein Raum, in welchem Unterdruck herrscht, schlechter?
Ja.
Inwieweit?
Wie meinst du das?
Grüße,
Moritz
Hallo,
Wärme wird durch 1) Teilchetransport, 2) Wärmeleitung (oder
auch Wärmediffusion) und 3) Strahlung transportiert. 1) und 2)
fallen im Vakuum weg.
Durch welches Medium kann Temperatur „strahlen“ - wie kann ich mir diesen Vorgang vorstellen? (bin Physik-Laie)
Leitet ein Raum, in welchem Unterdruck herrscht, schlechter?
Ja.
Inwieweit?
Wie meinst du das?
In welcher Proportion wird die Temperaturleitung durch Unterdruck gestoert?
Netter Gruss
Desperado
Hallo Desperado,
inwieweit kann Vakuum Temperaturen leiten - brauchen Waerme
bzw. Kaelte immer ein Traegermedium?
wie Moritz schon schrieb, wird Wärme durch drei Effekte geleitet:
Konvektion,
Leitung
Strahlung.
Im Vakuum bleibt nur Leitung übrig.
Leitet ein Raum, in welchem Unterdruck herrscht, schlechter?
Ja.
Inwieweit?
Weil nur noch (idealerweise) Wärme abgestrahlt werden kann.
Wieviel Wärme abgestrahlt wird, hängt von der Temperatur des Köprers ab, der die Wärme abstrahlt.
Stichwort „Strahlung eines schwarzen Körpers“ oder „T hoch 4 Gesetz“
Gandalf
Hallo,
Wärme wird durch 1) Teilchetransport, 2) Wärmeleitung (oder
auch Wärmediffusion) und 3) Strahlung transportiert. 1) und 2)
fallen im Vakuum weg.Durch welches Medium kann Temperatur „strahlen“ - wie kann ich
mir diesen Vorgang vorstellen? (bin Physik-Laie)
es gibt doch diese infrarotlampen, die alte leute oft bei gelenkproblemen nutzen.
ich hatte mal i einer wg einen waermestrahler im bad…furchtbares teil, denn der hat nur mich aufgeheizt, nicht den raum. wenn die strahlung auf etwas trifft, macht sie es warm, aber durch luft geht viel einfach durch, ohne die luft zu heizen.
die sonne allerdings strahlt uns warm. es kommt zwar auch teilchentransport ins spiel, aber das meiste ist strahlung.
Leitet ein Raum, in welchem Unterdruck herrscht, schlechter?
Ja.
Inwieweit?
Wie meinst du das?
In welcher Proportion wird die Temperaturleitung durch
Unterdruck gestoert?
das verhaeltnis weiss ich nicht.
aber folgendes:
in einem raum schwingen winzige luftteilchen. sie schwingen mit einer bestimmten ampitude und frequenz. alle beruehren sich andauernd,stossen zusammen usw.
wie sehr dicht aneinanderstehende dominosteine stossen sie sich gegenseitig an und wie dominosteine breitet sich auch temperatur und druck aus.
wenn du luft entziehst, sind quasi ploetzlich weniger dominosteine da. das heisst, die steine muessen(das passiert automatisch)so gestellt werden, dass jeder trotzdem noch von seinem vorgaenger umgestossen wird.
das heisst wiederum, jeder stein, muss sich viel mehr bewegen, um den naechsten beruehren zu koennen. d.h. du brauchst mehr energie(waerme),um letzten dominostein umfallen lassen zu koennen.
nimmst du so viele dominosteine/luft aus der reihe/dem raum, dass sich die teilchen nicht mehr gegenseitig beruehren koennen, findet keine waermeuebrtragung durch teilchen mehr statt.
hoffe, das ist halbwegs verstaendlich.
wenn nicht, sag bescheid…
mfg
rene
Leitet ein Raum, in welchem Unterdruck herrscht, schlechter?
Ja.
Inwieweit?
Wie meinst du das?
In welcher Proportion wird die Temperaturleitung durch
Unterdruck gestoert?das verhaeltnis weiss ich nicht.
aber folgendes:in einem raum schwingen winzige luftteilchen. sie schwingen
mit einer bestimmten ampitude und frequenz. alle beruehren
sich andauernd,stossen zusammen usw.
wie sehr dicht aneinanderstehende dominosteine stossen sie
sich gegenseitig an und wie dominosteine breitet sich auch
temperatur und druck aus.
wenn du luft entziehst, sind quasi ploetzlich weniger
dominosteine da. das heisst, die steine muessen(das passiert
automatisch)so gestellt werden, dass jeder trotzdem noch von
seinem vorgaenger umgestossen wird.
das heisst wiederum, jeder stein, muss sich viel mehr bewegen,
um den naechsten beruehren zu koennen. d.h. du brauchst mehr
energie(waerme),um letzten dominostein umfallen lassen zu
koennen.nimmst du so viele dominosteine/luft aus der reihe/dem raum,
dass sich die teilchen nicht mehr gegenseitig beruehren
koennen, findet keine waermeuebrtragung durch teilchen mehr
statt.
Das ist sehr anschaulich und nicht einmal komplett falsch, aber auch nicht ganz richtig:
Unter „normalen“ Bedingungen hängt die Leitfähigkeit eines Gases nicht vom Druck ab. Chemiker bezeichnen eine Restgasatmosphäre von einigen Millibar schon als Vakuum. Ein solches „Vakuum“ leitet die Wärme noch genauso gut wie ein Gas bei Normaldruck (1013 mbar). Erst im Bereich von Mikrobar (das ist schon weit jenseits dessen, was man z. B. mit einer Wasserstrahlpumpe hinkriegt) ist die mittlere freie Weglänge von Gasteilchen in der Größenordnung einer handelsüblichen Vakuumkanne, und dann wird die Wärmeleitung erst druckabhängig.
Michael
Hallo,
wie Moritz schon schrieb, wird Wärme durch drei Effekte
geleitet:
Konvektion,
Leitung
Strahlung.
Im Vakuum bleibt nur Leitung übrig.
Strahlung, nicht Leitung. War sicher nur ein verschreibsel.
Grüße,
Moritz
Hallo,
Durch welches Medium kann Temperatur „strahlen“ - wie kann ich
mir diesen Vorgang vorstellen? (bin Physik-Laie)
Temperatur strahlt nicht, sondern heiße Körper. Wenn dich das genauer interessiert, such mal im Internet nacht Schwarzkörperstrahlung oder „Schwarzer Körper“ oder so.
Was abgestrahlt wird, sind elektromagnetische Wellen, und zwar um so kurzwelliger, je heißer der Körper ist. In der Glühbirne ist das Licht im sichtbaren und im infraroten Bereich.
Elektromagnetische Wellen brauchen kein „Medium“ um sich auszubreiten (Stichwort: Äthertheorie), das sind einfach elektrische und magnetische Felder, deren Intensität sich mit der Zeit ändert.
In welcher Proportion wird die Temperaturleitung durch
Unterdruck gestoert?
Keine Ahnung 
Grüße,
Moritz
Hallo Moritz,
Strahlung, nicht Leitung. War sicher nur ein verschreibsel.
latürnich!
Danke für die Richtigstellung.
Gandalf
Das ist sehr anschaulich und nicht einmal komplett falsch,
*g*danke…denke ich.
aber auch nicht ganz richtig:
Unter „normalen“ Bedingungen hängt die Leitfähigkeit eines
Gases nicht vom Druck ab. Chemiker bezeichnen eine
Restgasatmosphäre von einigen Millibar schon als Vakuum. Ein
solches „Vakuum“ leitet die Wärme noch genauso gut wie ein
Gas bei Normaldruck (1013 mbar). Erst im Bereich von Mikrobar
(das ist schon weit jenseits dessen, was man z. B. mit einer
Wasserstrahlpumpe hinkriegt) ist die mittlere freie Weglänge
von Gasteilchen in der Größenordnung einer handelsüblichen
Vakuumkanne, und dann wird die Wärmeleitung erst
druckabhängig.
nun, ich bin kein chemiker, aber 1mbar sind 100Pa, wiederum 100N/(m*m). da durften auch noch etliche teilchen drin sein…denk ich…die gegenseitig an sich reiben(schoener gedanke).
das ist so ahnlich wie mit dem schall. wenn sich die teilchen nicht mehr beruehren, gibt es keine uebrtragung.
aber ich gebe zu, dass ich es nicht perfekt wissenschaftlich erklaert habe, da es nicht darum ging. wollte nur, dass er eine ungefaehre vorstellung hat - eine denkweise.
ich haette von DIR allerdings erwartet, dass du kritisierst, dass man beim einfachen abkuehlen den druck sehr senken kann, aber die anzahl der domi…ehm, teilchen nicht, und somit mein modell voll wegschmeissen willst.
-)))
das mit den mbar, was du gesagt hast…kuehlt man oder evakuiert man den raum?
denn bei teilchenentnahme koennte auch ich mir nur schwer vorstellen, dass dadurch die uebertragung der waerme nicht gestoert werden wuerde. denn den schall wuerde die teilchenentnahme mit sicherheit stoeren.
nun, ich bin kein chemiker, aber 1mbar sind 100Pa, wiederum
100N/(m*m). da durften auch noch etliche teilchen drin
sein…denk ich…die gegenseitig an sich reiben(schoener
gedanke).
In der Tat: N/V=p/kT= 24000 Millionen Millionen Teilchen pro Kubikzentimeter, wenn ich mich gerade nicht verrechnet habe…
das ist so ahnlich wie mit dem schall. wenn sich die teilchen
nicht mehr beruehren, gibt es keine uebrtragung.
Schon richtig, aber der Übergang ist nicht fließend. Am Anfang kannst Du dem Gas so viele Teilchen stehlen wie Du willst, ohne dass sich die Wärmeleitfähigkeit ändert. Das geschieht erst, wenn die mittlere freie Weglänge der Teilchen größer wird, als die Gefäßabmessungen.
das mit den mbar, was du gesagt hast…kuehlt man oder
evakuiert man den raum?denn bei teilchenentnahme koennte auch ich mir nur schwer
vorstellen, dass dadurch die uebertragung der waerme nicht
gestoert werden wuerde. denn den schall wuerde die
teilchenentnahme mit sicherheit stoeren.
Ich glaube nicht, dass man das so direkt vergleichen kann: Bei Schallwellen handelt es sich immerhin um Druckschwankungen. Wärmeleitung ist „nur“ Energietransport. Zwar ist in einem dünneren Gas die Zahl der am Wärmetransport beteiligten Teilchen größer, aber die Teilchen kommen auch ungestört weiter, da nicht so viel im Weg rumsteht. Beides gleicht sich gegenseitig aus.
Gruß, Michael
das ist so ahnlich wie mit dem schall. wenn sich die teilchen
nicht mehr beruehren, gibt es keine uebrtragung.Schon richtig, aber der Übergang ist nicht fließend. Am Anfang
kannst Du dem Gas so viele Teilchen stehlen wie Du willst,
ohne dass sich die Wärmeleitfähigkeit ändert. Das geschieht
erst, wenn die mittlere freie Weglänge der Teilchen größer
wird, als die Gefäßabmessungen.das mit den mbar, was du gesagt hast…kuehlt man oder
evakuiert man den raum?denn bei teilchenentnahme koennte auch ich mir nur schwer
vorstellen, dass dadurch die uebertragung der waerme nicht
gestoert werden wuerde. denn den schall wuerde die
teilchenentnahme mit sicherheit stoeren.Ich glaube nicht, dass man das so direkt vergleichen kann: Bei
Schallwellen handelt es sich immerhin um Druckschwankungen.
Wärmeleitung ist „nur“ Energietransport. Zwar ist in einem
dünneren Gas die Zahl der am Wärmetransport beteiligten
Teilchen größer, aber die Teilchen kommen auch ungestört
weiter, da nicht so viel im Weg rumsteht. Beides gleicht sich
gegenseitig aus.
naja…ich muss mal relativieren. bei schall ist es ja auch nicht so, dass man gleich nichts mehr hoert, wenn man ein paar zehntel bar wegnimmt.
der raum ist so voll mit teilchen, dass man da sehr viele wegbringen muss, um etwas zu bemerken.
weiterhin muss man unterscheiden zwischen gasen und festkoerpern. auch wenn waermeuebertragung lediglich energieuebertragung ist, ist es die schwingungsfrequenz bzw. -ampitude(druck/temperatur), was uebertragen wird und sich in form von erwaermung zeigt.
d.h. waermeuebertragung ist nichts anderes als uebrtragen von schwingungen.
bei gasen allerdings kommt ja stroemung dazu. und da bin ich mir grad in meiner plastischen erklaerung etwas unsicher…
was veranlasst die teilchen, durch die kante zu (nach oben) zu gehen?
sie fangen an, enorm zu schwingen, aber warum gehn sie nach oben???
durch das schwingen bilden sich hohlraume in der angewearmten(schwingenden) luft, das wiederum bedeutet ausdehnung gesamtmasse und gleichzeit masseverringerung pro vorheriges volumen, da ja die hoehlraume keine masse haben. d.h.: das gleiche volumen luft hat jetzt weniger(marginal weniger) teilchen -> die warme luft ist leichter.
sie steigt.
nimmst du jetzt da ein paar millionen teilchen raus…passiert nix, obwohl sich der druck geringfuegig verringert, wirst du als mensch nicht viel merken. obwohl ich mir vorstellen koennte, dass sich auch das uebertragungsverhalten/schwingungsverhalten der teilchen aendert, da sich ja die wege ganz ganz leicht vergroessern.
aber kenne da keine messungen oder verhaeltnisse.
sag mal…kennst du dich aus mit herleitungen?
wenn ich das flaechenmoement eines rechtwinkligen dreiecks herleite,brauch ich da den satz von steiner?
ich komme nicht auf die formel.
rauskommen muss bh hoch3 / 36 . ich komme dauernd auf was anderes…manchnal gar nicht soweit weg.
gute nacht…
naja…ich muss mal relativieren. bei schall ist es ja auch
nicht so, dass man gleich nichts mehr hoert, wenn man ein paar
zehntel bar wegnimmt.
Ich rede nicht von ein paar zehnel bar! Wenn Du eine Vakuumglocke von 1013 mbar auf (sagen wir:smile: 10 mbar evakuierst, dann hörst Du kein Geräusch mehr aus dem Inneren der Glocke. Die Wärmeleitfähigkeit hat sich aber überhaupt nicht verändert, owohl nur noch rund ein Hundertstel der Teilchen vorhanden ist.
weiterhin muss man unterscheiden zwischen gasen und
festkoerpern.
Wir reden über sehr verdünnte Gase. Ein Festkörper hat nämlich nicht sehr viel Ähnlichkeit mit dem Vakuum
bei gasen allerdings kommt ja stroemung dazu.
Ich habe nicht über Konvektion gesprochen, sondern nur über Wärmeleitung. Die Konvektion - also der Transport von Materie - ist vermutlich schon Druckabhängig.
und da bin ich
mir grad in meiner plastischen erklaerung etwas unsicher…
was veranlasst die teilchen, durch die kante zu (nach oben) zu
gehen?
Welche Kante?
sie fangen an, enorm zu schwingen, aber warum gehn sie nach
oben???
Sie schwingen nicht, sondern rasen mit großer Geschwindigkeit durch den Raum. Wenn zwei Teilchen zusammenprallen, fliegt auch eins mal nach oben weg.
Gruß, Michel
das mit dem schall hab ich noch nicht probiert. woher weisst du, dass man da nix mehr hoert?
und da bin ich
mir grad in meiner plastischen erklaerung etwas unsicher…
was veranlasst die teilchen, durch die kante zu (nach oben) zu
gehen?Welche Kante?
redewendung…
sie fangen an, enorm zu schwingen, aber warum gehn sie nach
oben???Sie schwingen nicht, sondern rasen mit großer Geschwindigkeit
durch den Raum. Wenn zwei Teilchen zusammenprallen, fliegt
auch eins mal nach oben weg.
doch doch, sie schwingen. die schwingung ist das, was man als geschwindigkeit der teilchen sehen koennte.
kein teilchen rast von der linken ecke des gefaesses in die rechte oder so…klingt so, als wuerdest du das denken.(wir sprechen hier nicht von frei beweglichen elektronen in einer vakuum roehre, sondern von atomen/molekuelen)
erwaermt man einen stoff, erhoeht sich die ampitude der teilchen und auch die frequenz. d.h. sie erhoehen auch ihre geschwindigkeit, aber nur ihre schwingungsgeschwindigkeit.
da sich auch die gesamtmasse bewegt, fliegen natuerlich viele teilchen gleichzeitig nach oben/irgendwohin.
das mit dem schall hab ich noch nicht probiert. woher weisst
du, dass man da nix mehr hoert?
Ich habe es schon gemacht.
doch doch, sie schwingen. die schwingung ist das, was man als
geschwindigkeit der teilchen sehen koennte.
Du kennst aber schon den Unterschied zwischen einer translatorischer Bewegung und einer Schwingung?
kein teilchen rast von der linken ecke des gefaesses in die
rechte oder so…klingt so, als wuerdest du das denken.(wir
sprechen hier nicht von frei beweglichen elektronen in einer
vakuum roehre, sondern von atomen/molekuelen)
erwaermt man einen stoff, erhoeht sich die ampitude der
teilchen und auch die frequenz. d.h. sie erhoehen auch ihre
geschwindigkeit, aber nur ihre schwingungsgeschwindigkeit.
da sich auch die gesamtmasse bewegt, fliegen natuerlich viele
teilchen gleichzeitig nach oben/irgendwohin.
Es tut mir leid, wenn ich da Dein Weltbild stürzen muss, aber was Du schreibst ist einfach falsch. Gasteilchen „schwingen“ nicht, sonder sie bewegen sich einfach völlig unregelmäßig durch die Gegend. Hin und wieder knallen sie auf ein anderes Gasteilchen und werden abgelenkt. Das ist das ganze Geheimnis hinter der kinetischen Gastheorie.
Michael
Du kennst aber schon den Unterschied zwischen einer
translatorischer Bewegung und einer Schwingung?
jedes teilchen schwingt auf einer bestimmten frequenz.
allerdings muss ich zugeben, dass es sich bei unserem fall um keine einfache schwingung handelt, wie am anfang von mir behauptet. ich koennte mir vorstellen, dass man aus so einer bewegung rein mathematisch eine schwingung(laplace-transformation) basteln kann, da sich jedoch die nulldurchgaenge staendig aendern, wird dies wohl etwas schwierig.
wenn du allerdings die teilchen sehen koenntest, wuerdest du sie als schwingung wahrnehmen. vorzustellen wie ein fussball in einem 1- oder 2-m^3-raum und die waende wuerden als fuesse dienen:smile: der ball wuerde staendig translatorische bewegungen durchfuehren, aber nur in einem kleinen gebiet. das als schwingung zu sehen, war ein fehler meinerseits.sorry.
kein teilchen rast von der linken ecke des gefaesses in die
rechte oder so…klingt so, als wuerdest du das denken.(wir
sprechen hier nicht von frei beweglichen elektronen in einer
vakuum roehre, sondern von atomen/molekuelen)
erwaermt man einen stoff, erhoeht sich die ampitude der
teilchen und auch die frequenz. d.h. sie erhoehen auch ihre
geschwindigkeit, aber nur ihre schwingungsgeschwindigkeit.
da sich auch die gesamtmasse bewegt, fliegen natuerlich viele
teilchen gleichzeitig nach oben/irgendwohin.Es tut mir leid, wenn ich da Dein Weltbild stürzen muss, aber
was Du schreibst ist einfach falsch. Gasteilchen „schwingen“
nicht, sonder sie bewegen sich einfach völlig unregelmäßig
durch die Gegend. Hin und wieder knallen sie auf ein anderes
Gasteilchen und werden abgelenkt. Das ist das ganze Geheimnis
hinter der kinetischen Gastheorie.
das stimmt, aber die teile stossen nicht irgendwann mal auf eine anderes, sondern andauernd, weil sie von ihnen umzingelt sind.
nicht hin und wieder, sondern ununterbrochen stossen sie aufeinander.