Hallo, ich heiße Natalie und bin 15 Jahre alt. Ich habe eine Frage zur Astrophysik.
Wieso erfriert ein Mensch im Weltall ohne Raumanzug, wenn das Weltall doch als Vakuum definiert wird (Raum ohne Teilchen) und ohne Teilchen keine Wärmeübertragung möglich ist? Und wie funktioniert die Wärmeübertragung von der Sonne zur Erde? Gibt es eine Möglichkeit, die Raumanzüge leichter und beweglicher zu konstruieren, damit die Astronauten sich besser bewegen können?
Vielen Dank im Voraus für die Hilfe
Hallo Natalie,
Wärme wird durch 3 Mechanismen übertragen: Leitung, Konvektion und Strahlung, siehe: http://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rme%C3%BCbertragung.
Im Weltraum wird Wärme nur durch Strahlung übertragen. Unabhängig von der Temperaturfrage kann ein Mensch ohne Raumanzug im Weltraum nicht existieren, da der Luftdruck im Weltraum null ist. Dann kocht das Blut!
Der Raumanzug hält den Druck für den Menschen erträglich und isoliert auch gegen Wärmeverlust.
Aber auch mit Raumanzug strahlt der Mensch im Weltraum in die unendliche Weite Wärme ab. Der Mensch produziert durch Stoffwechsel im Körper Wärme. Wenn er durch den Raumanzug mehr Wärme abstrahlt als er erzeugt, kühlt er auch wohl oder übel ab.
Fragen beantwortet?
MfG Volker
Hallo Natalie,
im wesentlichen gibt es zwei Mechanismen, die für die Wärmeübertragung zustündig sind. Einmal den konvektiven Wärmeübergang, wie Du schon richtig gesagt hattest, über die Berührung der Teilchen. Die Schwingungen der Atome geben die Schwingungsenergie an die Luft ab. Der Körper kühlt ab.
Der zweite bestimmende Mechanismus ist die Wärmeübertragung durch Strahlung. Jeder Körper mit einer bestimmten Temperatur emitiert elektromagnetische Wellen. Diese Wellen übertragen auch Energie. Bei normalen Umgebungstemperaturen liegt diese Strahlung im infraroten Bereich. Ein Stück Metall, das man ein einem Ofen erhitzt, wird irgendwann rot anfangen zu glühen und bis hin zu gelb, fast weiß, leuchten. Die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung kommt also in den sichtbaren Bereich. Da der Energieerhaltnungssatz gilt bleibt die Energie in dem System konstant. Wird also ein Körper über die Strahlung aufgewärmt, dann muss ein anderer diese Energie abgeben, wird als kälter. So überträgt auch die Sonne ihre Energie durch den luftleeren Raum auf die Erde und die anderen Planeten. Und genauso würde auch ein Mensch ohne Schutzanzug im Weltall seine gesamte Wärme ziemlich schnell abstrahlen und erfrieren.
Ich hoffe ich konnte dir damit ein wenig helfen.
Gruß
Volker