Selitystehtaan osa 9 tuotti alustavan selityksen ilmakehän itsensä
tuottaman IR eli lämpösäteilyn suntautumisesta sinne sun tänne, -ja
mitä tästä seuraa.
Linkistä löytyy linkkipolku osa ykköseen saakka.
http://keskustelu.suomi24.fi/t/14559659/metsaveli-selittaa-hiilidioksidin-toimintaa-osa-9
Edellisen osan aiheeseen täytyy vielä palata, mutta nyt selvitetään että
miten on mahdollista se että ilmakehä tuottaa itse lämpösäteilyä.
Typpi ja happi ei käytännössä säteile lainkaan, vaan ilmakehän säteilyn
tuottavat pääasiassa hiilidioksidi ja kaasumuodossa oleva vesihöyry.
Vesipisarat ja airosolit säteilevät myös mutta niitä ei nyt käsitellä.
Ensiksi pitää muistuttaa että ilmakehällä ei ole omaa energialähdettä,
joten ulossäteilyn mukana avaruuden peräseinää kohti häipyvän energian
korvaamiseksi tarvitaan jatkuvaa energian täydennystä, jonka maanpinnan
lähettämä IR taajuinen lämpösäteily toimittaa paikalle.
Lisänä tietenkin sääilmiöt joita ei nyt käsitellä.
Aiemmissa osioissa selitettiin miten säteily muuttuu lämpötilaksi, mutta
nyt selitetäänkin miten lämpötila muuttuu säteilyksi.
Kun aiheena on hiilidioksidin toiminta niin sitä käsitellään.
IR taajuisen säteilyn energiakvantin sieppaus on helppoa ja tehokasta
CO2 molekyylille, ja se siirtää saamansa energian useinmiten lämmöksi ja
samalla se palautuu molekyylin perustilaan.
Että ilmakehän CO2 molekyyli myös säteilisi niinkuin se mittausten perusteella
tekee, tulee sen virittyä uudelleen.
Kysymys kuuluukin että mistä se saa energiakvantin syntymiseen tarvittavan
80 meV suuruisen energialatauksen ?
Saahan se niitä maanpinnan lähettämästä IR säteilystä, mutta tämähän tulee
siepatuksi tarkkaan jo alakorkeuksissa.
Kuitenkin ilmakehä säteilee CO2 molekyylin lähettämällä taajuudella myös
kaikilla korkeuksilla.
Perustilan uudelleen virittäminen onnistuu ilman molekyylien törmäyksilläkin
virittämällä, mutta se on paljon hankalampaa kuin energiakvantin sieppauksen
avulla.
Tämä johtuu jo siitä että ilmakehän molekyylien keskimääräinen liike-energia
on luokkaa 38 meV.
Eli vastakkainen napakymppiin törmäys jäisi hieman vajaaksi eli 76 meV
tasoon.
Nyt on kuitenkin niin että kaasumolekyylien nopeudet poikkeavat paljon
keskimääräisestä molempiin suuntiin, ja aina joskus törmäysenergia riittää.
Mitkä ovat ne monet ehdot joiden täytyy toteutua että "collisional excitation"
eli törmäyksellä virittäminen toteutuu on erittäin työläs selitettäväksi,
ja eipä tuota välttämättä tarvitsekaan selittää.
Kuitenkin on selitettävä eräs asian tärkeä osa.
Nimittäin silloin kun CO2 molekyylin ja vaikkapa typpimolekyylin välinen
törmäysenergia riittää virittämään CO2 molekyylin uudelleen, niin
näiden molekyylien liike-energia vähenee.
Tämä ilmenee niin että törmäyksen jälkeen erilleen kimpoavien molekyylien
nopeus on pienempi kuin mitä oli kohtaamisnopeus.
Kohtaamis ja kimpoamisnopeuksien erotus muuttuu vastaavasti CO2
molekyylin sisäiseksi ja kvanttiluonteiseksi energiatilaksi.
Kun molekyylien nopeudet näin pienenevät, on kyse lämpötilan laskusta,
eli CO2 molekyyli näyttäisi jäähdyttävän tältä osin ilmastoa eikä lämmittävän.
Näinhän kävisi jos asiat eivät etenisi edelleen, ja mitäpä seuraa seuraavaksi ?
Kolme vaihtoehtoa on tarjolla.
Virittynyt CO2 molekyyli voi purkaa viritystilan pikaisesti säteilemällä
uusi energiakvantti ulos viipottamaan, mikä tapahtuukin siksi usein että
näistä aivot nyrjäyttävän lukuisista tapahtumista syntyy ilmakehän itsensä
tuottama säteilyvuo.
Vaihtoehto 2 on että viritystila purkautuu takaisin lämmöksi niinkuin
alkupään osioissa selitettiin.
Kolmas vaihtoehto on että se ulos viipottava energiakvantti siepataan
jossain kaukanakin uudelleen CO2 molekyylin kvanttitilaksi.
Näitä kaikkia tapahtuu koko ajan ristiin rastiin ja valmista ei tule,
-vai tuleeko?
Tämä asia käsitellään myöhemmin, ja myös se yllättävä seikka miten CO2
molekyylin virittämisen vaatima 80 meV energialataus juuri tuon
kokoisena säätää ilman lämpötilaa.
tuottaman IR eli lämpösäteilyn suntautumisesta sinne sun tänne, -ja
mitä tästä seuraa.
Linkistä löytyy linkkipolku osa ykköseen saakka.
http://keskustelu.suomi24.fi/t/14559659/metsaveli-selittaa-hiilidioksidin-toimintaa-osa-9
Edellisen osan aiheeseen täytyy vielä palata, mutta nyt selvitetään että
miten on mahdollista se että ilmakehä tuottaa itse lämpösäteilyä.
Typpi ja happi ei käytännössä säteile lainkaan, vaan ilmakehän säteilyn
tuottavat pääasiassa hiilidioksidi ja kaasumuodossa oleva vesihöyry.
Vesipisarat ja airosolit säteilevät myös mutta niitä ei nyt käsitellä.
Ensiksi pitää muistuttaa että ilmakehällä ei ole omaa energialähdettä,
joten ulossäteilyn mukana avaruuden peräseinää kohti häipyvän energian
korvaamiseksi tarvitaan jatkuvaa energian täydennystä, jonka maanpinnan
lähettämä IR taajuinen lämpösäteily toimittaa paikalle.
Lisänä tietenkin sääilmiöt joita ei nyt käsitellä.
Aiemmissa osioissa selitettiin miten säteily muuttuu lämpötilaksi, mutta
nyt selitetäänkin miten lämpötila muuttuu säteilyksi.
Kun aiheena on hiilidioksidin toiminta niin sitä käsitellään.
IR taajuisen säteilyn energiakvantin sieppaus on helppoa ja tehokasta
CO2 molekyylille, ja se siirtää saamansa energian useinmiten lämmöksi ja
samalla se palautuu molekyylin perustilaan.
Että ilmakehän CO2 molekyyli myös säteilisi niinkuin se mittausten perusteella
tekee, tulee sen virittyä uudelleen.
Kysymys kuuluukin että mistä se saa energiakvantin syntymiseen tarvittavan
80 meV suuruisen energialatauksen ?
Saahan se niitä maanpinnan lähettämästä IR säteilystä, mutta tämähän tulee
siepatuksi tarkkaan jo alakorkeuksissa.
Kuitenkin ilmakehä säteilee CO2 molekyylin lähettämällä taajuudella myös
kaikilla korkeuksilla.
Perustilan uudelleen virittäminen onnistuu ilman molekyylien törmäyksilläkin
virittämällä, mutta se on paljon hankalampaa kuin energiakvantin sieppauksen
avulla.
Tämä johtuu jo siitä että ilmakehän molekyylien keskimääräinen liike-energia
on luokkaa 38 meV.
Eli vastakkainen napakymppiin törmäys jäisi hieman vajaaksi eli 76 meV
tasoon.
Nyt on kuitenkin niin että kaasumolekyylien nopeudet poikkeavat paljon
keskimääräisestä molempiin suuntiin, ja aina joskus törmäysenergia riittää.
Mitkä ovat ne monet ehdot joiden täytyy toteutua että "collisional excitation"
eli törmäyksellä virittäminen toteutuu on erittäin työläs selitettäväksi,
ja eipä tuota välttämättä tarvitsekaan selittää.
Kuitenkin on selitettävä eräs asian tärkeä osa.
Nimittäin silloin kun CO2 molekyylin ja vaikkapa typpimolekyylin välinen
törmäysenergia riittää virittämään CO2 molekyylin uudelleen, niin
näiden molekyylien liike-energia vähenee.
Tämä ilmenee niin että törmäyksen jälkeen erilleen kimpoavien molekyylien
nopeus on pienempi kuin mitä oli kohtaamisnopeus.
Kohtaamis ja kimpoamisnopeuksien erotus muuttuu vastaavasti CO2
molekyylin sisäiseksi ja kvanttiluonteiseksi energiatilaksi.
Kun molekyylien nopeudet näin pienenevät, on kyse lämpötilan laskusta,
eli CO2 molekyyli näyttäisi jäähdyttävän tältä osin ilmastoa eikä lämmittävän.
Näinhän kävisi jos asiat eivät etenisi edelleen, ja mitäpä seuraa seuraavaksi ?
Kolme vaihtoehtoa on tarjolla.
Virittynyt CO2 molekyyli voi purkaa viritystilan pikaisesti säteilemällä
uusi energiakvantti ulos viipottamaan, mikä tapahtuukin siksi usein että
näistä aivot nyrjäyttävän lukuisista tapahtumista syntyy ilmakehän itsensä
tuottama säteilyvuo.
Vaihtoehto 2 on että viritystila purkautuu takaisin lämmöksi niinkuin
alkupään osioissa selitettiin.
Kolmas vaihtoehto on että se ulos viipottava energiakvantti siepataan
jossain kaukanakin uudelleen CO2 molekyylin kvanttitilaksi.
Näitä kaikkia tapahtuu koko ajan ristiin rastiin ja valmista ei tule,
-vai tuleeko?
Tämä asia käsitellään myöhemmin, ja myös se yllättävä seikka miten CO2
molekyylin virittämisen vaatima 80 meV energialataus juuri tuon
kokoisena säätää ilman lämpötilaa.
Vastaukset 11
Vanhimmat
Ansiokasta tekstiä, mutta tällä palstalla kuin heittelisi helmiä sioille, tai ennemminkin tieteellisiä faktoja tieteenkieltäjähihhuleille.
Siirretäänpäs taas palstaa loputtomasti häiriköivien häiriköiden pahimmat roskat ainakin pois palstan etusivulta, kun täällä ei ole enää ylläpitoa siirtämässä niitä roskikseen.
Roskasaitilla blogissa käydään tieteellistä vuoropuhelua aiheesta.
https://roskasaitti.wordpress.com/2016/11/11/modtran-antaa-outoja-tuloksia-osa-3/
Metsäveli on ilahduttava piriste keskustelupalstalle. Jätin välillä jo koko palstan seuraamisen. Olisi paljon kysyttävääkin, mutta työkiireitten vuoksi en ole ehtinyt oikein formuloida kysymyksiä.
Ai niin, nyt muistan kysymyksen: Kun säteilykvantti (tai törmäys) virittää (vesihöyryn, hiilidioksidin) värähtelyenergiaa hypäyksittäin, eikö se ole jo suoraan lämpötilan nousua? Absorboitunut kvanttihan suurentaa molekyylin vibraation amplituudia frekvenssin pysyessä samana. Eli molekyylin atomien (toisensa suhteen) värähtelyn energia kasvaa. Lämpöhän on värähtelyä ja vibraatio sisältyy lämpökapasiteettiin.
Se on latenttia lämpöä, joka säteilee yhtä vähän kuin sinäkin.
Lämpö realisoituu törmäysenergiana jonka huomaa heittäessään löylyä kiukaalle jolloin saunan lämpötila laskee, jollei sitä ole lämmitetty hiilihappojäällä.
Aina pöhköä meurastajalta.
Malli1942 on kyllä oikeilla jäljillä , eikä sähkiskään peräti väärässä ole.
Nimittäin asian ratkaisee se keinotekoinen raja jonka apinansuku päättää
asettaa lämmöksi nimetyn karsinan ja muun energian välille.
Itse vierastan kaikkia jäykkiä määritelmiä ja haen ratkaisua tapahtumisen ytimen suunnalta.
Äkkiä paljastuukin että asiat pyrkivät hieman lomittumaan, niin että
molekyylin sisäinen liiketila osallistuukin jossain määrin siihen miten
törmäysten tuottaman kimpoamisen seurauksena liikemäärä jakautuu
osallisten kesken.
Ongelmaa ei ole jos liikemäärän yhteistulos ei törmäyksessä muutu.
Tämä voi tapahtua myös vaikka kyseessä olisi epävakaa viritystila,
kunhan se jää purkautumatta.
Asia ei sodi mitenkään energian säilymislakien kanssa kun tällöin ei tapahdu
energian siirtoa kvanttitilasta lämpöliikkeeksi.
Jopa CO2 molekyylin viritystilan purkautumisen todennäköisyys törmäystilanteessa on muistinvaraisen tiedon mukaan 1 suhde tuhanteen.
Muistan kylläkin että tuota hieman epäilin.
Kiitos vastauksesta! Panee miettimään.
Sittenhän on vielä esimerkkinä asioiden lomittumisesta typpimolekyylin toiminta CO2 laserissa.
Typen molekyylissä oleva kolmoissidos on ulospäin sähköisesti neutraali,
ja vaikka sillä onkin kvantittuneita viritystiloja, niin ne eivät saa aikaan sellaista muuttuvaa sähkökenttää joka tarvitaan säteilykvantin syntymiseen.
CO2 laserissa tehdään niin että sähköpurkauksella viritetään typpimolekyyli
sätkyttelemään, ja tämä viritystila sattuu olemaan lähes tarkkaan sopiva
virittämään eräs CO2 molekyylin viritystila.
Tämän vaatima energia siirtyy CO2 molekyylille törmäyksessä N2 molekyylin kanssa.
Määrittelyn ongelmaksi jätän sen että oliko N2 molekyyli kuuma kun se sätkytteli hieman perustilaa enemmän.
Tapahtuman ytimessä kuitenkin viuhahti näiden molekyylien yhteinen kvanttitila.
Tavanomaisesti määritellyssä lämmössäkin näitä kvanttitiloja vilisee,
ja itse asiassa jokaisessa molekyylin törmäyksessä tällainen syntyy ja katoaa.
Näin on vaikka varsinaista kvanttitason energian siirtoa ei tapahtuisikaan törmääjien välillä.
Tämän tyyppisiä olen miettinyt (ja ihmetellyt).