Oletetaan, että avaruudessa on maapallon kokoinen pallo, jonka pintalämpötila pysyy vakiona 14 C. Palloa ympäröi kaasukehä, jossa on 21 %-v happea (O2) ja 79 %-v typpeä (N2). Kaasukehän massa on 10 000 kg/m2.
Mikä on kaasukehän paineprofiili p(z) ja lämpötilaprofiili T(z), kun korkeus z lasketaan pallon pinnalta.
Mikä on kaasukehän paineprofiili p(z) ja lämpötilaprofiili T(z), kun korkeus z lasketaan pallon pinnalta.
Vastaukset 62
Vanhimmat
Pelkästä typestä ja hapesta vailla kasvihuonekaasuja muodostunut kaasukehä on käytännössä täysin läpinäkyvä 14 - asteisen pinnan lähettämälle pitkäaaltoiselle infrapunasäteilylle joten lämmön siirtyminen systeemistä ulospäin avaruuteen tapahtuisi vain ja ainoastaan pallon pinnan lähettämän lämpösäteilyn avulla. Kaasukehästä lämpöä ei säteilemällä siirtyisi.
Systeemissä ei ole lähellä ulkoista säteilynlähdettä joten pallolla ei ole ionosfääriä siihen liittyvine lämpötilaerikoisuuksineen. Jos ionisoiva kosminen säteily ei aiheuta otsonin (O3) tai typpioksidien (NO2, N2O, NO) muodostumista niin kaasukehään ei mistään synny lisää kasvihuonekaasuja.
Vuorokaudenajat puuttuvat, joten yön ja päivän lämpötilaero ei tuota tuulta. Vesihöyry puuttuu jonka mukana häviävät sääilmiöt eli tasapainotilanteessa ei ole tuulta eikä pystysuoria ilmavirtauksia.
Kasvihuonekaasujen puuttuessa kaasukehään päätynyt lämpö voi siirtyä takaisin vain pallon pintaan kosketuspinnasta johtumalla (konvektio). Tasapainotilan kaasun paine- ja lämpötilajakauma määräytyy puhtaasti gravitaation perusteella sillä reunaehdolla, että alapinnan lämpötila on määritetty vakio ja yläpinnan kautta kaasusta lämpöä ei johtumalla siirry ulospäin. Ongelma on käytännössä yksiulotteinen kun kaasukehän paksuus on pallon säteeseen verrattuna pieni eikä koriolisvoimista tarvitse välittää kun ei ole ilmavirtauksia.
"Kaasukehästä lämpöä ei säteilemällä siirtyisi".
Eikös kaikki aine, kaasukin, säteile jonkin verran, jos T on yli absoluuttisen nollapisteen.
Juuri tällaista roskaa oli ilmastonmuutospalstalla aiheesta "Energian siirtyminen lämpösäteilyn avulla ".
Ilmeisesti edellä oleva teksti on sieltä kopioitu ja liitetty tänne provona.
Kaasut käyttäytyvät erikoisella tavalla ja juuri siitä syystä tätä keskustelua käydään. Se että kaasu ei voi absorboida jotakin aallonpituutta tarkoittaa myös sitä, ettei se voi lähettää säteilyä sillä aallonpituudella.
Lyhykäisesti: Kaasuilla on aallonpituudesta hyvin voimakkaasti riippuva emissiviteetti. Huoneenlämpötilassa merkittäviä määriä lämpösäteilyä lähettävät vain kasvihuonekaasujen molekyylit, joilla emissioviivoja on pitkäaaltoisen infrapunan aallonpituuksilla. Happi ja typpi lähettävät merkittäviä määriä lämpösäteilyä vasta hyvin korkeissa lämpötiloissa.
Mainitussa keskustelussa "Energian siirtyminen lämpösäteilyn avulla" olen tätä asiaa käsitelty tarkemmin viestissä, jonka lähetin nimimerkillä Aesdifaeger päivämäärällä 30.06.2019 22:07
Et näköjään vieläkään ole ymmärtänyt missä olet tulkinnut lukemaasi tutkielmaa väärin.
Termodynaaminen tasapaino, joka mainitaan edellytyksenä em tutkimuksessa, tarkoittaa että vaikuttavina tapahtumina on vain säteily ja energian siirtomekanismi käsittelee vain säteilyn energiaa.
Tila on fiktiivinen, kaikissa reaalitiloissa, jossa on lämpöä, on myös muita vaikutuksia, ja väite että kappale, tai aine ei voisi säteillä lämpösäteilyä ellei sen lämpötila ole peräisin säteilystä, on jo suorastaan absurdi.
Vielä kerran kappale voi emittoida lämpösäteilyä, täysin riippumatta siitä, kykeneekö se absorboimaan säteilyä.
Kyseisessä olevalla pallolla ei ole mitään mitattavissa tai laskettavissa olevaa "painetta". Paineen olemassaoloon tarvitaan myös massakeskittymään kohtisuorassa olevaa kiihtyvyysnopeuden hidastumista. Jos massakeskittymää ei ole niin kaasujen kiihtymisnopeuden myötä painetta ei pääse muodostumaan kun kaasut pakonopeutensa mukaisesti vuorovaikuttavat ja erkaantuvat Avaruuteen.
Oletin tuossa yllä että kyseisellä pallolla on halkaisija ja massa sama kuin Maapallolla eli kyseessä olisi gravitaatiovoiman vaikutuksella pallon pinnalla pysyvä kaasukehä. Muuten kysymyksessä ei olisi mieltä.
Mikä on kyseisen pallon massa ja gravitaatio.
Kyllästyttää nämä teinipoikien salaliittoteoriat, joissa kuitenkin loppujen lopuksi yritetään todistaa Maan olevan lätty eikä pallo. Mikä on pallosi halkaisija ja keskimääräinen painovoiman kiihtyvyysnopeus.
Kyseessä on siis kuvitteellinen maapallo, jonka pintalämpötila on vakio esim. sisäisen lämmönlähteen ansiosta.
Siis pinnalta tasaisesti lämmitetty "maapallo", jonka kaasukehässä ei ole kasvihuonekaasuja. Tällöin tehtävä on 1-dimensioinen.
Juuri näin, kuten tuossa alussa rekisteröitymättömänä mainitsin. Olen aika varma että esimerkistä löytyy julkaisu tai vähintään mallilaskelma jostakin netin syövereistä.
Ei tainnut mennä oikein.
Jotta kaasukehä yleensä pysyisi paikallaan, siihen on vaikutettava jonkin suuruinen gravitaatio.
Kaasut käyttäytyvät tilayhtälönsä mukaisesti, ja kun pinnalta konventoitunut lämpö siirtyy kaasuun, se laajenee, ja sen tiheys muuttuu, syntyy noste, joka saa aikaan pystysuuntaisen virtauksen, joka jossain vaiheessa aiheuttaa myös vaakasuuntaan ja tuo täysin riippumatta säteilystä tai muista liikkeistä.
Toinen väärä lähtökohta on, että vain kasvihuonekaasut säteilevät/absorboivat säteilyä, kaikki aineet (>0 K) säteilevät laajaspektristä lämpösäteilyä ja ellei näin olisi, niin kaasukehään, joka ei sisältäisi kasvihuonekaasuja, ulompiin kerroksiin kasautuisi kumulatiivisesti vain lämmintä kaasua.
Näitä mielikuvitusteorioita on ihan kiva rakennella, mutta onko tiedepalsta oikea paikka ?
Luitko viestistä lauseen, joka alkaa "Tasapainotilan kaasun paine- ja lämpötilajakauma määräytyy ..."
Siinä se oleellinen kohta on ensimmäinen sana eli "TASAPAINOTILAN". Tarkastellaan siis tilannetta siinä vaiheessa, kun on jo saavutettu tasapainotila eli lämmön siirtymisestä alunperin aiheutuneet kaasuvirtaukset ovat jo loppuneet kaasun viskositeetin vuoksi.
Olepa hyvä ja kaiva esille sellainen tutkimus jonka mukaan huoneenlämmössä olevat kaksiatomiset kaasut N2 ja O2 lähettäisivät merkittävissä määrin laajaspektristä lämpösäteilyä niillä aallonpituuksilla, jotka vastaavat 15 C lämpötilassa olevan mustan kappaleen spektriä. Kiinnostaisi kovasti! Maapallon tapauksessa ulospäin avaruuteen lähtevän lämpösäteilyn intensiteetti on alueesta riippuen välillä 100 ... 350 W/m^2 joten esimerkiksi mikrowatti tai milliwatti per neliömetri ei vielä olisi merkittävä määrä.
Kaasut käyttäytyvät lämpösäteilyn kannalta eri lailla kuin kiinteät aineet. Asia on tarkistettavissa säteilylämpöä käsittelevistä oppi- ja käsikirjoista joita mainittiin parikin kappaletta keskustelussa "Energian siirtyminen lämpösäteilyn avulla".
Mitä tarkoitat "tasapainotilalla", se tarkoittaisi että koko järjestelmä olisi täsmälleen samassa lämpötilassa, eikä minkäänlaista säteilyn lämmönsiirtoa mihinkään suuntaan tapahtuisi, niinkö ?
Ainoa mahdollinen tila olisi täydellinen 0 K lämpötila, mutta silloin ei taas kaasua olisi olemassakaan.
Kaasujen osalta on jo kai mainittu että ilmanpaine ja lämpötila aiheuttavat molekyylien tiheää törmäilyä ja estää varauksen purkautumisen säteilynä.
Lämpötilan tai/ja paineen aleneminen muuttaa tilannetta, ja ilmakehän kaasut emittoivat varauksen säteilynä.
Edellä esitetty väite että sitä aallonpituutta, mitä aine ei absorboi se ei voisi myöskään emittoida, on lienee väärinkäsitys.
Vrt lasi, ei absorboi näkyvää, emittoi kyllä riittävän kuumana, samoin typpi ja happi korkeammalla pienemmässä paineessa .emittoivat näkyvää valoakin. (Aurora)
"Edellä esitetty väite että sitä aallonpituutta, mitä aine ei absorboi se ei voisi myöskään emittoida, on lienee väärinkäsitys."
Uskovaiselle mikään väite, joka todistaa hänen jumalansa olemassaolosta, ei voi olla väärinkäsitys. Väite on todistettu oikeaksi jo samantien kun se on esitetty.
Tasapainotila tarkoittaa tässä tilannetta, jossa kaasumolekyylit liikkuvat törmäillen toisiinsa ja pallon pintaan kineettisen kaasuteorian mukaisesti mutta ei enää tapahdu makroskooppista kaasun virtausta paikasta toiseen. Vain diffuusio on jäljellä. Paine- ja lämpötilaerot ovat tasoittuneet siten, että paine P ja lämpötila T ovat enää korkeuden z funktioita. Kun z on vakio niin P ja T ovat vakioita eli ollaan yksiulotteisessa tapauksessa.
Sinulla on tuossa ajatusvirhe jonka olen nähnyt täällä ennenkin eli se on jostakin blogista tai videosta kopioitu.
Ilmeisesti ajattelet että kun emissioon kuluu keskimäärin aika T niin jos kaasumolekyylin törmäysten välinen aika on lyhyempi kuin tuo T niin (tässä siis virhe) emissiota ei pääsisi tapahtumaan ollenkaan. Kaasumolekyylien törmäysväli riippuu kaasun paineesta ja lämpötilasta, jota kautta sitten päätellään virheellisesti että 9 kilometrin alapuolella emissioita ei tapahtuisi lainkaan kun siellä törmäysväli on paljon lyhyempi kuin T.
Tuossa tehdään virheellinen oletus siitä, että jokaisen molekyylin olisi odotettava aina vähintään aika T voidakseen emittoida lämpösäteilyä. Ei se näin tietenkään mene vaan tuo T on keskiarvo (odotusarvo) sille ajalle, jossa molekyylin viritystila purkautuu emissiona. Osa molekyyleistä emittoi nopeammin ja osa hitaammin Poisson - jakauman mukaisesti samalla lailla kuin mitä tapahtuu radioaktiivisessa hajoamisessa.
Aikayksikköä kohti on virittyneessä tilassa olevan molekyylin tai radioaktiivisen ytimen emissiotodennäköisyys aina vakio. Vaikka isotoopin ytimien keskimääräinen hajoamisaika olisi 10 vuotta niin aine säteilee kuitenkin koko ajan vaikka isotooppi olisikin esimerkiksi tunti sitten valmistettu neutronisäteilytyksen avulla. Ytimien ei tarvitse odotella kymmentä vuotta hajotakseen vaan osa hajoaa nopeammin kuin muut.
Molekyylin lämpösäteily-emissio tapahtuu keskimäärin siinä vaiheessa, kun se useamman törmäyksen välisinä aikoina on viettänyt viritetyssä tilassa yhteensä ajan T. Tuon ajan ei tarvitse muodostua yhdestä törmäysvälistä vaan siinä voi ihan hyvin olla vaikkapa tuhat lyhyttä korkean viritystilan jaksoa miljoonan matalan viritystilan jakson joukossa. Siksi emissiota tapahtuu myös korkeissa paineissa ja lähellä maan pintaa, kuten havainnot eli pitkäaaltoisen infrapunasäteilyn mittaukset osoittavat.
Kirjoitit: "Edellä esitetty väite että sitä aallonpituutta, mitä aine ei absorboi se ei voisi myöskään emittoida, on lienee väärinkäsitys."
Ei ole väärinkäsitys vaan tuon suoraan kertoo Kirchhoffin lämpösäteilylaki. Se on tunnettu jo vuodesta 1860. Jos kiinnostaa tarkemmin niin katso Blundellien oppikirjasta, jonka löytää googlaamalla ISBN 978–0–19–956209–1 . Voit myös katsoa englanninkielisestä Wikipediasta kyseisen lain kohdalta. Se löytyy lyhytlinkillä urly piste fi kauttaviiva 1HjS
Nämä eivät ole mitään uusia asioita vaan jo kauan tunnettuja ja moneen kertaan kokeellisesti todennettuja ilmiöitä.
Paineprofiilin p(z) ja lämpötilaprofiilin T(z) lisäksi kiinnostaisi myös se, millä teholla pallo jäähtyy avaruuteen, kun pinnan lämpötila pidetään vakiona 14 C. Olisiko kaasukehällä mitään mainittavaa vaikutusta jäähtymiseen ?
Tuommoisen tiedon saa lukemalla fysiikan oppikirjaa. Ilmastonlämpenemishurahtanut ei tietenkään ole semmoisesta kuullutkaan.
No kerro nyt meillekin, jos/kun olet paljon lukenut.
Tuollainen pinta säteilisi teholla 385 W/m2 mustan kappaleen lain mukaan. Vertailun vuoksi aurinkovakion mukainen teho pallon pinnalle on 341 W/m2. Aurinko ei siis riittäisi pitämään tuollaista palloa 14 C lämpötilassa, jos kaasukehällä ei olisi mitään vaikutusta jäähtymiseen.
Mitä tarkoitat pallon jäähtymisellä? Alkuehdoissa kerroit että pallon pinta on vakiolämpötilassa joten se määritelmänomaisesti ja nimenomaan ei voi jäähtyä.
Lämpösäteily tuollaisesta pallosta avaruuteen lähtee vain pallon pinnasta eli sen määrä on pallon pinnan materiaalin emissiivisyydestä riippuva. Kaasukehällä ei ole asiaan vaikutusta kun kaasun joukossa ei ole antenneina toimivia kasvihuonekaasujen molekyylejä, jotka kytkisivät kaasukehän pallon pinnasta lähtevään lämpösäteilyyn.
Noin siinä tapauksessa, että pallon pinnan emissiivisyys olisi sama 1 sekä tulevalle että lähtevälle säteilylle eli kyseessä olisi musta kappale.
Auringon säteily on 5700K lämpötilassa olevan mustan kappaleen säteilyä ja osuu suurelta osin näkyvän valon ja lyhytaaltoisen infrapunan alueelle eli jonnekin 500 nm molemmille puolille. Planeetan pinnan säteily on luokkaa 287K lämpötilassa olevan kappaleen säteilyä ja osuu kymmenen mikrometrin aallonpituuden kummallekin puolelle. Aallonpituuksissa on siis parikymmenkertainen ero.
Jos materiaalin emissiivisyys (ja samalla absorptiokerroin) on näkyvälle valolle ja lähi-infrapunalle lähellä ykköstä mutta pinnan itsensä lähettämän säteilyn aallonpituuksilla paljon pienempi niin silloin pinta voi lämmetä reilusti kuumemmaksikin kuin tuo 14 astetta. Materiaalien ominaisuuksia valitsemalla saadaan satelliittien lämpenemistä hallittua avaruudessa pitämällä emissiokerroin näkyvälle valolle pienenä mutta pitkäaaltoiselle säteilylle suurena.
Mitäpä jos palaisit vaan takaisin ilmastonmuutospalstalle, eihän tuollaista sekavaa lapsellista höpinää jaksa kukaan lukea.
Jutut on kuin Jönssillä, mistään ei tiedä mitään, lainailee irtonaisia lausepätkiä täysin vääriin yhteyksiin, ja kuvittelee lukijoiden olevan joitain lukionöösejä joille voi esiintyä asiantuntijana ja kuvitella itsensä arvostetuksi fyysikoksi.
Käytätkö kahta rekisteröityä nikkiä muillakin saiteilla.
Ikävää että sinulla ei varsinaiseen asiaan ollut mitään sanottavaa. Jospa tutustuisit keskustelun kuluessa mainittuun Blundellien lämpöfysiikan oppikirjaan (löytyy pdf - tiedostona netistä) niin olisit samalla sivulla asian suhteen. Kirjan lämpösätelyä koskevat luvut luettuasi vastauksista voisi sinulle olla enemmän hyötyä.
Mitä asiantuntijuuteen tulee niin me kaikki olemme täällä anonyymejä tai nimimerkillä kirjoittavia joten oman kokemuksen tai koulutustaustan esilletuomisessa ei juurikaan ole mieltä. Kuka tahansa kun voi väittää olevansa mitä tahansa. Loppupeleissä meillä ei ole muuta asiantuntijuutta kuin se mikä vastauksistamme ilmenee. Ehdottaisin siis että keskusteltaisiin asiasta eikä keskustelijoista.
Max Planck ratkaisi kaasun lämpötilajakauman gravitaatiokentässä ja julkaisi aiheesta jo vuonna 1914. Asiaa käsitellään englanninkielisessä Wikipediassa lämpötasapainon kohdalla linkissä urly piste fi kauttaviiva 1Hkv
Kun systeemi on ympäristöstään eristetty niin kaasu saavuttaa saman lämpötilan kauttaaltaan. Aloituksen tapauksessa kaasukehä muodostuu sellaisesta kaasusta, joka säteilee hyvin vähän johtuen matalasta lämpötilasta ja siitä että hapella ja typellä ei kummallakaan ole emissioviivoja pitkäaaltoisen infrapunasäteilyn aallonpituuksilla.
Vastaus kysymykseen kaasukehän lämpötilasta on siis tämä: Tasapainotilan saavutettuaan kaasukehä on tasalämpöinen eli T(z) = 287.15 K
Jäljelle jää kysymys painejakaumasta, joka tulee usein esiin tähtitieteessä tähden sisäisen kaasunpaineen yhteydessä. Sen ratkaisu löytyy useammasta paikasta laittamalla hakusanoiksi englanninkieliseksi käännetyinä sanat
gravitaatio kaasu laatikko paine
Erikoista keskustelua.
Sama denialisti, joka häiriköi Ilmastonmuutos-palstaa, esittää perustelemattomia väitteitä ja ja mollaa asiallisia keskustelijoita.
Näin on.
Ketjussa on tullut esille termi tasapainotila.
Se on ilmaisu, jota käytetään yhteyksissä, joissa halutaan tarkastella vain yhden, kokonaisuudesta erotetun ilmiön teoriaa, itsenäisenä, ilman muita vaikutuksia.
Nyt näyttää että avaaja on ymmärtänyt asian väärin, tai esittää ja avaa ketjun tarkoituksenaan vain luoda alusta päästäkseen esiintymään lainailemalla eri artikkeleista poimittuja irrallisia otteita.
Samanlainen toiminta, jossa avaaja itse vastaili itselleen pitkillä tarinoilla, muiden mielipiteistä välittämättä, tuhosi toisen palstan keskustelun täysin, sama näyttää nyt hiipivän tännekin.
En ole vastaillut omiin vieteihini. Olen odotellut vastuksia kysymykseen.
Avaaja
Kaasukehän lämpötila on vakio. Vakiolämpöiselle kaasulle gravitaation vuoksi aiheutuva barometrinen laki eli painejakauma on johdettu esimerkiksi urly piste fi kauttaviiva 1Hni
Paineprofiili on siis muotoa P(z) = P0*exp(-z/H), jossa P0 on paine pallon pinnassa ja skaalakorkeus H on noin 8.5 km. Tuolla matkalla paine siis putoaa tekijällä 1/e eli 0.368 siitä mitä se on pallon pinnan kohdalla.
Tuosta jos vielä ratkaisee P0:n integroimalla kaasun tiheyden (vakio*P(z)) nollasta äärettömään ja vaatimalla että ilmapatsaan massa on aloituksessa mainittu niin sitten on kaikki vastaukset aloituksessa esitettyyn kysymykseen kasassa. Tässä ei huomioida gravitaation aiheuttamaa pientä typpeä raskaampien happimolekyylien rikastumista kaasukehän alaosaan.
Maan ilmakehässä lämpötila kuitenkin laskee melko voimakkaasti "ylöspäin" mentäessä. Avauksessa todetaan, että pallo on avaruudessa.
Avauksen taustalla on tarve hahmottaa ilmakehän toimintaa, jos kasvihuonekaasuja ei olisi.
Juuri niin.
Siinäpä lukiopojille on pähkinää ja viisasteltavaa riittävästi, kokonaisuus kun on sen verran mutkikas että kukaan viisaista tiedemiehistäkään ei kykene toimintaa selvittämään, olipa seassa minkä nimisiä kaasuja tahansa.
Ei tiedemiesten kompetenssia ole syytä kyseenalaistaa. Mutta jos joku täällä ymmärtää asiat, osaa varmaankin selittää ne meille tietämättömämmille.
Ei noilla kysymyksillä lopulta ole mitään tarkoitusta tai merkitystä.
Lauma paskiaisia on vain, ikään kuin kostoksi, siirtynyt tuhoamaan tätäkin palstaa, kun oman ilmastomuutospalstansa osallistujat ovat kaikonneet näiden räkättäjien ja denialisti-kortti- kakaroiden raakkumisia, muualle.
Kiitos tästäkin tieteellisesti perustellusta kommentistasi.
Eipä kestä, kaada ittelles vaan !
Pystysuuntaisen lämpötilajakauman syitä Maapallolla on paljon. Kasvihuonekaasujen vuoksi ilmakehä säteilee energiaansa koko ajan myös ulos avaruuteen joten uloin kerros jäähtyy tehokkaammin kuin sisemmät kerrokset. Se kun ei saa pitkäaaltoista lämpösäteilyä muualta kuin alhaaltapäin eikä vesihöyry nosta siihen lämpöä Maan pinnasta. Maapallon pintalämpötilat vaihtelevat Auringon säteilyn vuoksi eri alueilla siten, että lämpötilaerot aiheuttavat tuulia ja merivirtoja.
Aloituksen pallon pinta on määrätty tasalämpöiseksi eikä sen kaasukehässä ole vettä kuljettamassa lämpöä eikä muita kasvihuonekaasuja yhdessä vesihöyryn kanssa toimimassa lähetys- ja vastaanottoantenneina pitkäaaltoiselle lämpösäteilylle.
Tarkemmin syyt ilmakehän lämpötilaprofiilille löytyvät aihetta käsittelevistä oppikirjoista.
"Vastaus kysymykseen kaasukehän lämpötilasta on siis tämä: Tasapainotilan saavutettuaan kaasukehä on tasalämpöinen eli T(z) = 287.15 K"
Edellä jo todettiin noin. Melko uskomattomalta tuntuva tulos !
Maan keskimääräinen lämpötila avaruuteen säteilyn emissyydellä 1 on 256 K.
Ilmakehän keskilämpötila, mitä sillä sitten tarkoitetaankaan,suhteessa massaan. hilavuuteen, vaihteluväliin, tiettyyn tilaan, aikaan tai mitä kuka nyt sitten vain haluaakaan, ei ole mikään laskettavissa oleva yksittäinen vakio.
Joten antakaa jo olla, kysymys on samaa tasoa kuin kauanko kestää ikuisuus.
Sopivia "kysymyksiä" toistelemalla ja vastaamalla itse että "ei ole muutakaan todistettu", AGW-hurahtanut todistaa itselleen olevansa oikeassa ja luulee todistaneensa sen myös epäuskoisille.
Tasalämpöisyys koskee vain aloituksessa esitettyä tilannetta eli kasvihuonekaasutonta pinnaltaan vakiolämpöistä palloplaneettaa kaukana ulkoisista energianlähteistä. Maapallo eroaa aloituksen tapauksesta monelta osin jonka vuoksi tilanne on tietenkin toinen.
Oleellisimmat erot ovat pinnan lämmityksessä termostaatin sijaan ulkoinen energianlähde Aurinko, ilmakehän vesi ja muut kasvihuonekaasut, laajat merialueet ja planeetan pyörimisliike.
Aloituksessa on fiksattu halkaisijaltaan neliömetrisen palloplaneetan pinnasta kohtisuoraan ulospäin osoittavan kaasupatsaan massaksi M=10000 kg. Tällöin se tuottaisi Maapallon massaisen planeetan tapauksessa patsaan pohjan neliömetriä kohti voiman F=Mg = 98100 N eli paineen 98100 Pa.
Paineprofiili on siis P(z) = P0*exp(-z/H), jossa P0=98100 Pa ja H = 8500 m
Lämpötilaprofiili oli siis T=287K läpi koko kaasukehän.
Aloitus on saanut vastauksensa.
Ihan hyvä yritys, mutta jatko-opiskelujesi yhteydessä varmaan tulee esiin uusi ilmiö, että kaasun/kaasujen tiheys muuttuu paineen funktiona ja käsityksesi paineprofiilista osoittaa vain nykyisen tietosi rajallisuuden.
Asian olemuksesta joku jo mainitsi, paineprofiili ulottuu 0 -arvossaan äärettömyyteen, eli vakuuttavasta uskomuksestasi huolimatta, olet taaskin asioista täysin pihalla.
Tarkennan vielä, että paineen lisäksi myös tilavuus muuttuu korkeuden funktiona, että revi siitä niitä fakta-arvojasi.
Mikset kerro myös painovoiman muuttuvan korkeuden funktiona? Eikö ole vielä opetettu koulussa?
Niin, älä jo muuta sano.
Karkeimmassa+arviossa+kaasun+tiheyden+muutoksella+ei+ole+merkitystä+kaasupatsaan+alaosan+paineen+suhteen.+Pohjapinta-alan+varassa+kun+on+koko+kaasupatsas.+Lopputulos+on+siis+sama+vaikka+kaasu+olisi+tasapaineista+alhaalta+esimerkiksi+20+kilometrin+korkeuteen+asti+kunhan+kokonaismassa+on+sama.+Tässsä+siis+otaksutaan+katkaistun+kartion+sijaan+sylinterin+muotoinen+kaasupatsas+ja+gravitaatio+joka+on+muuttumaton+patsaan+matkalla.+
Kerro vielä ihmisen tuprutteleman mustan hiilidioksidin vaikutus noihin lukemiin ja kuinka se on kasvanut 150 vuoden aikana.
Yksinkertaistetussa+geometriassa+tehin+kaksi+oletusta:
Mitä helvettiä ?
Alkuperäinen kysymys oli selvä, painejakautumaan vaikuttaa korkeuden mukaan muuttuva tiheys, tilavuus ja gravitaatio.
Näistä riippuvuuksista on muodostettavissa yhtälö, jonka raja-arvona on pinnalla vaikuttava paine, kaikki asiaan liittymättömät höpinät, kuten moolimassat ja muut, ovat kai vain surkeita yrityksiä peitellä matematiikan hallinnan puutteita.
Jos et hallitse integrointia, paiskaa yhtälö WA,n, mutta jätä nuo hölmöt hörinasi muille foorumeille.
Jos asioiden kirjoittaminen auki ei sinua kiinnosta niin älä lue. Kukaan pakota lukemaan.
Minulla tuo auki kirjoittaminen on viesteissäni tapana siksi, että jos teen virheitä niin niiden löytäminen on lukijoille helpompaa. Jos sinä olisit löytänyt virheen viestistäni niin varmaankin puuttuisit juuri siihen virheeseen jonka löysit etkä tyytyisi yleisluontoiseen nillittämiseen.
Niin varmaan, lukematta voi jättää, mutta ihmetyttää vaan että kenelle, ja miksi, kirjoittelet tuota roskaa ?
Virheistäsi en tiedä, mutta jo ensimmäinen kirjoituksesi maininta:
"Se että kaasu ei voi absorboida jotakin aallonpituutta tarkoittaa myös sitä, ettei se voi lähettää säteilyä sillä aallonpituudella.",
osoitti millä tasolla ja minälatuista tietoa olet jakamassa.
Eli et löytänyt virhettä ja sehän nillittäjää harmittaa ;=)
Tuo tieto kaasun absorptio- ja emissioaallonpituuksien yhteydestä on ihan suoraan oppikirja-asiaa ja löytyy esimerkiksi googlaamalla hakusanalla Kirchhoff's law of thermal radiation.
Jos et usko oppikirjoihin kirjoitettua perusfysiikkaa on se(kin) tietysti vain sinun oma ongelmasi.
Toki jokainen voi olla omasta mielestään oikeassa, ja varsinkin jos ei ole ymmärtänyt lukemansa sisältöä.
Typpi ja happi eivät kaasuna absorboi näkyvää valoa, mutta säteilevät sitä kyllä.
Tätä voimakasta säteilyä kutsutaan revontuliksi, jonka voi jopa nähdä, ja aivan riippumatta siitä, miten joku on ymmärtänyt jonkin oppikirjasta lukemansa lauseen.
Tein otsikolla "Kirchhoffin lämpösäteilylaki" kokonaan oman ketjunsa kun se on oma aiheensa ja liittyy tähän planeettajuttuun vain välillisesti.
https://keskustelu.suomi24.fi/t/16493759/kirchhoffin-lamposateilylaki
Jos siis on edelleen jotakin kyseiseen aiheeseen liittyvää kommentoitavaa niin kommentoikaa mieluummin siellä.
Typpi ja happi kaasuina voivat absorboida näkyvää valoa ainakin silloin, kun ne ovat yksittäisinä atomeina. Katsopa hakusanalla Aurora borealis emission height millä korkeudella revontulet muodostuvat. Niillä korkeuksilla kaasu on niin harvaa että siellä on satelliitteja kiertoradoillaan. Ionosfääriksi sitä korkeusaluetta myös kutsutaan.
Sotket siis keskenään happimolekyylin ja happiatomien ominaisuudet.
Revontulissa emittoivat valoa happi- ja typpiatomit. Yksinkertaistettuna revontulet aiheutuvat varattujen hiukkasten osumista ilmakehän yläosan kaasuun. Jos varattu hiukkanen osukin happi- tai typpimolekyyliin niin se pamauttaa atomit irti toisistaan ja virittää ne lähettämään valoa. Viritystilan purkautuessa ne ovat irrallisia atomeita N ja O eivätkä enää ilmakehän alemmissa kerroksissa esiintyvässä molekyylimuodossaan N2 ja O2.
Atomaarisen hapen ja typen emissioviivoja on näkyvän valon aallonpituuksilla ja ne myös absorboivat samoilla aallonpituuksilla. Kun kaasu siellä ylhäällä 100 km korkeudessa on niin harvaa ei tuo absorptio ole kovin voimakasta.
Happeahan on ilmakehässä kohtuullisen matalallakin yksiatomisena, mm. otsonikerroksessa tapahtuu jatkuvasti vapaiden atomien siirtymistä sekä otsoniksi että sen hajoamisessa takaisin hapeksi.
Jos nuo happiatomit absorboisivat näkyvää valoa, sen pitäisi erottua paljain silminkin, päivällä tummana tai öisin vaaleana säteilynä.
Tuleeko siis hapesta ja typestäkin ylempänä "kasvihuonekaasuja", jotka absorboivat näkyvää valoa ?
Kirjoitit: "Jos nuo happiatomit absorboisivat näkyvää valoa, sen pitäisi erottua paljain silminkin, päivällä tummana tai öisin vaaleana säteilynä."
Juuri näin tapahtuu, joskin kyseisen kerroksen kaasun hyvin vähäisen määrän vuoksi on tuon absorption ja myös valon määrä vähäinen. Hakusanaksi googleen airglow. Hohde yöllä aiheutuu siitä, että yöaikaan viritystilat purkautuvat ja atomeiksi hajonneet molekyylit yhdistyvät uudelleen. Päiväsaikaan absorptio aiheuttaa absorptioviivojen kohdalla läpi pääsevän säteilyn heikkenemistä, mitä on käytetty mm. happipitoisuuden mittaamiseen satelliitista käsin pilvistä heijastuvan valon avulla.
Termosfäärin korkeudella on ilmakehän kaasusta hyvin pieni osa, minkä näkee paineprofiilista. Siksi sen vaikutus takaisinsäteilyyn on varsin pieni näkyvän valon ja pitkäaaltoisen lämpösäteilyn aallonpituuksilla vaikka siellä voivat lämpötilat nousta päivällä yli 2000 asteeseen. Hakusanaksi googleen wikipedia thermosphere
Parasta onkin tettä menet kommentoimaan juttujasi juuri sinne.
Tässä ketjussa on tarkoitus keskustella aloitusviestissä mainituista asioista.