Kuinka korkeaksi mustan pinnan lämpötila nousee, jos se on kohtisuoraan aurinkoa kohti?
musta pinta
taffel
131353
0Äänestä
Muut lukivat myös
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Turvaa tilisi vahvistamalla puhelinnumerosi. Voit silloin palauttaa unohtuneen salasanan tekstiviestillä.
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 13
Vanhimmat
Tarkoitatko mustalla pinnalla vain jotain mustaa esinettä vai onko musta pinta joku avaruuteen liittyvä käsite?
Jos ensimmäinen, niin lämpötila riippuu materiaalista ja totta kai siitäkin, miten kuuma päivä on, missä päin maapalloa ollaan, mikä vuodenaika jne
Tuohan se vasta hieno kysymys olikin. Lienee vain hiukan hankala sanoa ihan noilla parametreillä.
Hetki, haen fysiikankirjan esille.
Niin. Hommahan on ihan simppeli. Energian tasapaino... Niin... tai ei oikeestaan. Planc sanoi että säteily ja tässä tapauksessa lämpösäteily koostuu kvanteista ..... siis hetkinen... h...
Ei helvetti... Einsteinhän teki väitöskirjansa tuijotettuaan kaminan luukun hehkua.... Vai olikohan se Planc?
Nyt joku kiltti fyysikko kertoo sinulle mikä yhtälö johtaa tasapainoon, Einsteinhän sai siitä jopa Nobelin palkinnon.
Riippuu ympäristön lämpötilasta...
Tarkoitatko muuten mustalla pinnalla ihan mitä tahansa mustaa pintaa, vai Mustakappaleen (ei siis ole yhdyssanavirhe) pintaa?
Pyrheliometrissä (auringon säteilymittari) on kaksi identtistä mustaa pintaa, joista toinen on varjostettu ja sitä lämmitetään sähkövastuksella ja toiseen paistaa suoraan aurinko. Kun aurinko lämmittää toista, sille lankeva teho saadaan selville kun lämmitetään toista vastuksella samaan lämpötilaan kuin auringon lämmittämä.
Eli paljonko levy voi olla ympäristöä lämpimämpi? Kohoaako sen lämpötila ian kaiken, jos siitä ei vuoda lämpöä ympäristöön?
Kun kappaletta lämmitetään jatkuvasti sille käy niin kuin kappaleen valmistusmateriaalille yleensäkin käy. Paperi palaa, rauta sulaa.
Mittari toimii vain sellaisella säteilymäärällä, jonka musta kappale voi kokonaan varata lämmökseen. Kun se raja ylitetään, kappale alkaa säteillä liian lämmön pois (tai tapahtuu jotain muuta). Silloin se ei enää kelpaa säteilymittariksi.
Ihanko totta olet siis saanut pilua tolla repliikillä!
Minä käytän repliikkiä: "Joko sun lehmäs poikii? Sä et teirä, mutta mulla on arvokas lehmä navetas!
"Kohoaako sen lämpötila ian kaiken, jos siitä ei vuoda lämpöä ympäristöön?"
Ei. Aurinko tuhoutunee noin kolmen neljän miljardin vuoden päästä :)
Jos lämpöä ei vuoda ympäristöön, mutta sitä tulee koko ajan lisää, lämpötila nousee koko ajan. Lämpö on energiaa ja sehän ei tälläisessä tapauksessa voi muuttaa muotoaan massaksi.
Jostain muistelisin Auringon säteilyenergian olevan maan pinnassa vuoden aikana 900 kWh/m^2 eli 3,24 GJ/m^2. Mikäli tiedetään levyn ominaislämpökapasiteetti ja emissiivisyys (mustakappale ε=1), pystyisi jo laskemaan paljonko levyn lämpötila nousisi, mikäli yhtään lämpöä ei vuotaisi hukkaan. Käytännössä viimeistään yöllä, ilman lämpötilan laskiessa, levy säteilisi tietenkin lämpöä avaruuteen.
"Eli paljonko levy voi olla ympäristöä lämpimämpi?"
Periaatteessa rajaa ei ole. Käytännössä levyn lämpötilan kasvaessa, myös sen säteilemä lämpövirta kasvaa. Siinä vaiheessa kun levystä säteilee yhtä paljon lämpöä ilmaan, kuin Auringosta tulee, on saavutettu tasapaino - levyn lämpötila ei enään voi kasvaa.
Stefan-Boltzmannin lain mukaan pinnasta T1 ympäristöön T2 säteilynä siirtyvä lämpövirta on
Q = εσA(T1-T2), missä σ on Stefan-Boltzmannin vakio. Ei tainnut paljon auttaa.. :)
Eli lämpötila voi nousta hyvinkin korkeaksi, jos kappale vain kerää säteilyä, mutta ei luovuta sitä ympäristöön. OK.
samaksi kuin Auringon pinta, jos lämpöhäviöitä ei ole.
Oikein
Pinnan lämpötila maksimissaan auringon pintalämpötila elikkä noin 5700C ja yli ei mene vaikka kuinka suurennuslasilla keräisit.
Voi tsiisus!! Sehän nousee justiin niin korkealle kuin se itse haluaa!!
Mä en viitsi edes vittuilla sulle, mä en jaksa.
Auringon lämpöteho noin suurin piirtein muistaaksen Suomessa keskikesällä on 800W/neliömetri.
Nyt otat lukion fysiikan kirjan ja lasket mikä olisi ko. kappaleen lämpötila tunnin jälkeen. Olisikohan 10000 astetta celsiusta?
Jos haluat tietää todellisen tilan, on sinun laskettava tasapainotila. Ehkä joku minua pätevämpi osaa sen laskea.
Muuttujia on helvetisti. Kerran näin kun grillin muoviset hintamerkinnät sulivat ikkunalasin takana.
Jos nousisi:
silloin sinun musta pintasi alkaisi lämmittämään aurinkoa. Niin se menee.