Die Nukleidbatterien, die Weltraum eingesetzt werden, arbeiten ja mit Thermoelementen über den Seebeck-Effekt. Nun braucht man ja eine Temperaturdifferenz, die aus der Radioaktiven Quelle, heiss, und dem Weltraum, kalt, bestehen soll. Aber der Weltraum besteht ja praktisch aus einem sehr guten Vakuum. Wie kann der Weltraum nun kalt sein, wenn er praktisch keine Atome beherbergt, die die Wärme ableiten könnten?
Mfg echo
Wie
kann der Weltraum nun kalt sein, wenn er praktisch keine Atome
beherbergt, die die Wärme ableiten könnten?
Die Wärme wird nicht abgeleitet sondern abgestrahlt.
Wenn Wärme die mittlere kinetische Energie der Umgebungsteilchen ist, ist Vakuum sackenkalt. Die einzige Möglichkeit dort Wärme zu transportieren ist über Strahlung.
Wenn die „warmen“ Atome des Satelliten von außen nicht zurückgeschubst werden (Luft/andere Materie) kühlen die sehr schnell über Strahlungsverluste aus: Die Atome sind +/- Teilchen, die wärmebedingt in E-Feldern (der Nachbaratome) „zittern“, das führt zu B-Feldern und das kostet Energie.
so mal auf die schnelle, oder brauchst du es genauer?
gruß
jartul
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Wenn Wärme die mittlere kinetische Energie der
Umgebungsteilchen ist
Ist sie aber nicht. Wärme ist Energieaustausch durch gerichtete Teilchenbewegung und die mittlere kinetische Energie der Teilchen ist ein Maß für die Temperatur.
ist Vakuum sackenkalt.
Auch nicht. Wenn keine Teilchen da sind, gibt es auch keine mittlere kinetische Energie, aus der man Aussagen über die Temperatur ableiten könnte. In diesem Fall muß man die Temperatur über das Strahlungsfeld im thermischen Gleichgewicht bestimmen und die liegt im Weltall bei durchschnittlich 2,7 K. Allerdings ist das Weltall kein absolutes Vakuum und die mittlere kinetische Energie der Teilchen entspricht dort Temperaturen von tausenden (und im interstellaren Raum sogar Millionen) von Kelvin.
Wenn Wärme die mittlere kinetische Energie der
Umgebungsteilchen istIst sie aber nicht. Wärme ist Energieaustausch durch
gerichtete Teilchenbewegung und die mittlere kinetische
Energie der Teilchen ist ein Maß für die Temperatur.
Hi MrStupid,
habe in der Tat Wärme mit Temperatur verwechselt. Die Temperatur des Satelliten wird aber über Bewegungsenergie der Bestandteile gegeben. Und die liegt dank Radioaktivität über der „Außentemperatur“.
ist Vakuum sackenkalt.
Auch nicht. Wenn keine Teilchen da sind, gibt es auch keine
mittlere kinetische Energie, aus der man Aussagen über die
Temperatur ableiten könnte. In diesem Fall muß man die
Temperatur über das Strahlungsfeld im thermischen
Gleichgewicht bestimmen und die liegt im Weltall bei
durchschnittlich 2,7 K. Allerdings ist das Weltall kein
absolutes Vakuum und die mittlere kinetische Energie der
Teilchen entspricht dort Temperaturen von tausenden (und im
interstellaren Raum sogar Millionen) von Kelvin.
Jap, und jetzt versuch mal zu erklären wie eine handwarme Batterie mit einem tausenden Kelvin Grad heißen Vakuum die Temperaturdifferenz ausnutzt 
Temperatur/Wärme im alltäglichen (nicht physikalischen) Sprachgebraucht gibt halt nur Sinn auf Erden. Aus dieser Verwirrung rührt glaube ich auch die Ursprungsfrage.
Mit dem Satz „Vakuum ist kalt“ meinte ich, dass ein eingebrachter Satellit über Strahlungsverluste auskühlt, da die innere Energie (=Wärme) langsam aber sicher abgestrahlt wird. Bis er so kalt wie das Vakuum ist…
gruß
jartul
Jap, und jetzt versuch mal zu erklären wie eine handwarme
Batterie mit einem tausenden Kelvin Grad heißen Vakuum die
Temperaturdifferenz ausnutzt
Durch Unterscheidung zwischen der Temperatur des „Vakuums“ und der des Strahlungsfeldes beim Aufstellen der Wärmebilanz. Dabei kommt nämlich heraus, daß der Wärmeaustausch zwischen der Sonde und dem interplanetaren Medium (den Sonnenwind lasse ich man beiseite) gegenüber dem Wärmetransport durch Strahlung vernachlässigbar ist.
Temperatur/Wärme im alltäglichen (nicht physikalischen)
Sprachgebraucht gibt halt nur Sinn auf Erden.
Auch da macht die Umgangssprachliche Bedeutung von Temperatur und Wärme nur bedingt Sinn. In einem Diskussionsboard zum Thema „Naturwissenschaften allgemein“ würde ich sie beispielsweise für deplaziert halten.
Aus dieser
Verwirrung rührt glaube ich auch die Ursprungsfrage.
Deshalb sollten wir besser nicht zu weiterer Verwirrung beitragen.
Mit dem Satz „Vakuum ist kalt“ meinte ich, dass ein
eingebrachter Satellit über Strahlungsverluste auskühlt, da
die innere Energie (=Wärme) langsam aber sicher abgestrahlt
wird. Bis er so kalt wie das Vakuum ist…
Das habe ich mir schon gedacht. Allerdings stellt sich dabei die Frage, wie kalt das Vakuum denn nun eigentlich ist und darauf gibt es leider mehrere korrekte Antworten von denen nicht alle zum gewünschten Ergebnis führen.
Hallo,
Wie
kann der Weltraum nun kalt sein, wenn er praktisch keine Atome
beherbergt, die die Wärme ableiten könnten?
Die Wärme wird nicht abgeleitet sondern abgestrahlt.
zur Erklärung dazu einige Links:
Hier wird erklärt, wie die Absorbtion und Emission eines
Körpers im Strahlunggleichgewicht mit seiner Umgebung ist:
http://de.wikipedia.org/wiki/Kirchhoffsches_Strahlun…
Hier steht, wieviel ein Körper mit einer bestimmten
Oberflächentemp. abstrahlt:
http://de.wikipedia.org/wiki/Stefan-Boltzmann-Gesetz
Wenn man nun weiß, daß im Weltraum die sogenannte
Hintergundstrahlung nur ca. 2,7Kelvin entspricht, kann man
leicht ausrechen, wie groß die Abstrahlfläche sein muß
um eine gewisse Wärmemenge loszuwerden (bei geg. Temp des
Strahlers).
Eines ist natürlich klar. Das geht nur, wenn der Strahler
im Schatten liegt (also nicht von der Sonne beschienen wird).
Gruß Uwi
Eines ist natürlich klar. Das geht nur, wenn der Strahler
im Schatten liegt (also nicht von der Sonne beschienen wird).
Wenn die Sonde weit genug von der Sonne entfernt ist, dann geht es auch ohne Schatten. In der Erdumlaufbahn beträgt die maximale Gleichgewichtstemperatur rund 130°C. Da sie nach außen mit der Wurzel des Abstandes abnimmt, würde sie in der Jupiterbahn schon bei -100°C liegen. Das ist kalt genug.
ja klar
Hallo,
Eines ist natürlich klar. Das geht nur, wenn der Strahler
im Schatten liegt (also nicht von der Sonne beschienen
wird).
Wenn die Sonde weit genug von der Sonne entfernt ist, dann
geht es auch ohne Schatten. In der Erdumlaufbahn beträgt die
maximale Gleichgewichtstemperatur rund 130°C.
Da war meine Aussage natürlich nicht ganz korrekt.
Auch bei 130°C würde es ja funktionieren, bloß eben
nicht so gut.
Das Strahlungsgleichgewicht kann man mit den Formeln
auch leicht abschätzen, wenn man den Wert für die
Globalstrahlung kennt (so um 1200W/m² ? ).
Gruß Uwi