avaruuden lämpötila

Nyt puhut taustasäteilyn lämpötilasta. Maan lähellä on ensinnäkin se, sekä auringon korona, jonka nimellinen lämpötila on 100000 astetta, mutta koska se on erittäin harvaa, ei sillä ole niin väliä.

on aivan järkevä suure riippumatta aineen tiheydestä. Ei tiheys tai paine vaikuta millään lailla lämpötilaan. Lämpötilan voi tietysti
määritellä monellakin tavalla, mutta kaasussa ja
höyryssä se useimmiten määritellään hiukkasten
nopeuden tehollisarvona. Määritelmä sopii aivan yhtä hyvin neutroneille tai vetyatomeille.

mittaroitsija kirjoitti:

on aivan järkevä suure riippumatta aineen tiheydestä. Ei tiheys tai paine vaikuta millään lailla lämpötilaan. Lämpötilan voi tietysti
määritellä monellakin tavalla, mutta kaasussa ja
höyryssä se useimmiten määritellään hiukkasten
nopeuden tehollisarvona. Määritelmä sopii aivan yhtä hyvin neutroneille tai vetyatomeille.

Avaruuden lämpötila voidaan määritellä klassisen termodynamiikan mukaan hiukkasten nopeuden tehollisarvona mutta tämä pätee vain kun nopeudet ovat jakautuneet Maxwellisesti plasmassa. Mutta lähestulkoon törmäyksettömät kuumat ja harvat plasmat eivät ole jakutuneet maxwellisesti joten lämpötilan käsite menettää käyttökelpoisuuttaan.
lähellä maapalloa plasma on lähes maxwellisesti jakautunut mutta kun mennään kauenmaksi avaruuteen niin plasman tiheys pienenee ja nopeusjakauma poikkeaa maxwellin jakaumasta eli lämpötilaa ei ole järkevää määritellä.

mittaroitsija kirjoitti:

on aivan järkevä suure riippumatta aineen tiheydestä. Ei tiheys tai paine vaikuta millään lailla lämpötilaan. Lämpötilan voi tietysti
määritellä monellakin tavalla, mutta kaasussa ja
höyryssä se useimmiten määritellään hiukkasten
nopeuden tehollisarvona. Määritelmä sopii aivan yhtä hyvin neutroneille tai vetyatomeille.

Juuri koska lämpötila on määritelty hiukkasten kineettisen energian mukaan, se on erittäin harvassa aineessa absurdi suure.

Täydellisessä tyhjiössä kysymys lämpötilasta olisi mieletön ja esimerkiksi Maan lähiavaruudessa yksittäisten hiukkasten suuret liikenopeudet vastaavat hyvin korkeita lämpötiloja. Kuitenkaan Maata ei ympäröi mikään tulikuuma kaasu siinä mielessä, että se esimerkiksi sulattaisi luotaimia tai muuta siihen joutunutta avaruusroinaa. Kysymys on siis sikäli hankala myös Maan ympäristössä.

Mittausteknisesti ajatellen lämpömittari mittaa ainoastaan omaa lämpötilaansa. Tästä saadaan ulkoilman lämpötila *olettaen*, että ulkoilma ja mittari ovat termodynaamisessa tasapainossa (kansankielellä ilmaistuna ne ovat silloin samanlämpöiset). Näin ei avaruudessa asia kuitenkaan ole. Esimerkiksi Maan kiertoradalla auringonpaisteessa mittariin absorboituu Auringon infrapunasäteilyä, joka nostaa *mittarin* hiukkasten liikenopeuksia ja antaa jonkin "järkevän" arvon, muistaakseni jotain parin sadan celsiusasteen luokkaa (en jaksa tarkistaa). Vastaavasti varjoon joutuessaan mittarin hiukkasten lämpöliike säteilee energiaa pois infrapunasäteilynä ja mittarin lukema laskee jonnekin miinus parinsadan celsiusasteen tienoolle. Periaatteessa jos mittari singottaisiin kauas kaikista tähdistä, sen lämpötila lähestyisi asymptoottisesti taustasäteilyn lämpötilaa (noin 2,7 kelviniä).

nbvc kirjoitti:

Juuri koska lämpötila on määritelty hiukkasten kineettisen energian mukaan, se on erittäin harvassa aineessa absurdi suure.

Täydellisessä tyhjiössä kysymys lämpötilasta olisi mieletön ja esimerkiksi Maan lähiavaruudessa yksittäisten hiukkasten suuret liikenopeudet vastaavat hyvin korkeita lämpötiloja. Kuitenkaan Maata ei ympäröi mikään tulikuuma kaasu siinä mielessä, että se esimerkiksi sulattaisi luotaimia tai muuta siihen joutunutta avaruusroinaa. Kysymys on siis sikäli hankala myös Maan ympäristössä.

Mittausteknisesti ajatellen lämpömittari mittaa ainoastaan omaa lämpötilaansa. Tästä saadaan ulkoilman lämpötila *olettaen*, että ulkoilma ja mittari ovat termodynaamisessa tasapainossa (kansankielellä ilmaistuna ne ovat silloin samanlämpöiset). Näin ei avaruudessa asia kuitenkaan ole. Esimerkiksi Maan kiertoradalla auringonpaisteessa mittariin absorboituu Auringon infrapunasäteilyä, joka nostaa *mittarin* hiukkasten liikenopeuksia ja antaa jonkin "järkevän" arvon, muistaakseni jotain parin sadan celsiusasteen luokkaa (en jaksa tarkistaa). Vastaavasti varjoon joutuessaan mittarin hiukkasten lämpöliike säteilee energiaa pois infrapunasäteilynä ja mittarin lukema laskee jonnekin miinus parinsadan celsiusasteen tienoolle. Periaatteessa jos mittari singottaisiin kauas kaikista tähdistä, sen lämpötila lähestyisi asymptoottisesti taustasäteilyn lämpötilaa (noin 2,7 kelviniä).

On aivan sama, onko mittari maan pinnalla vai
avaruudessa, jos siihen kohdistetaan esimerkiksi
infrapunasäteilyä. Mittari näyttää parhaimmillaan
Auringonvalossa jotain 6000 K.
En oikein ymmärrä, mitä väliä on sillä, mitä
jakaumaa hiukkasten nopeus noudattaa. Jos Maan
pinnalla määritellään lämpötila jollain tavalla,
niin kyllä samaa määritelmää voi aivan hyvin
käyttää myös Marsissa tai ulkoavaruudessa. Jos
hiukkasilla sattuisi olemaan vaikkapa valon
nopeus, niin mitä sitten?
Se, sulavatko kappaleet avaruudessa vai eivät, ei
todista lämpötilasta yhtään mitään.

absurdisti kirjoitti:

On aivan sama, onko mittari maan pinnalla vai
avaruudessa, jos siihen kohdistetaan esimerkiksi
infrapunasäteilyä. Mittari näyttää parhaimmillaan
Auringonvalossa jotain 6000 K.
En oikein ymmärrä, mitä väliä on sillä, mitä
jakaumaa hiukkasten nopeus noudattaa. Jos Maan
pinnalla määritellään lämpötila jollain tavalla,
niin kyllä samaa määritelmää voi aivan hyvin
käyttää myös Marsissa tai ulkoavaruudessa. Jos
hiukkasilla sattuisi olemaan vaikkapa valon
nopeus, niin mitä sitten?
Se, sulavatko kappaleet avaruudessa vai eivät, ei
todista lämpötilasta yhtään mitään.

Lämpötilan määritelmässä hiukkasen keskimääräinen nopeus pitää skaalata nollaksi eli jos hiukkasen nopeus on esim 0.5cî niin sen lämpötila on 0 mutta jos värähtelee esim sini muotoisesti 0.5c:n nopeudessa niin sen lämpötila määritellää tuon värähtelyn liike energiana. Ja sitä kautta päästään noihin jakaumiin.

... kirjoitti:

Lämpötilan määritelmässä hiukkasen keskimääräinen nopeus pitää skaalata nollaksi eli jos hiukkasen nopeus on esim 0.5cî niin sen lämpötila on 0 mutta jos värähtelee esim sini muotoisesti 0.5c:n nopeudessa niin sen lämpötila määritellää tuon värähtelyn liike energiana. Ja sitä kautta päästään noihin jakaumiin.

jakaumalla on tekemistä lämpötilan kanssa, jos
kerran määritellään lämpötila nopeuden tehollisarvon
mukaan?
On aivan samantekevää, onko hiukkasilla iso vai
pieni nopeus, kunhan tarkastellaan kaasua jossain
tilassa. Tietysti jos kaasu on virtaavaa, eli
hiukkasilla keskimääräinen nopeus ei ole nolla,
niin mitatuista arvoista on luonnollisesti
vähennettävä kaasuvirran nopeuden keskiarvo.
Muutenhan voisimme ampua kaasupullon avaruuteen
suurella nopeudella, ja arvioda lämpötilan
kaasupullon nopeuden perusteella, kun pullossa
oleva mittari näyttäisi samaa, mitä se näytti maan
pinnalla.

Mutta eiköstä musta absorboi enemmän kuin kullan värinen? eli voisi olettaa että se olisi myös lämpimin... tuossa taitaa olla jokin muukin tekijä kuin pelkkä pinnan väri.. eli materian laatu.

Lämmittää huulia sormella. kirjoitti:

Mutta eiköstä musta absorboi enemmän kuin kullan värinen? eli voisi olettaa että se olisi myös lämpimin... tuossa taitaa olla jokin muukin tekijä kuin pelkkä pinnan väri.. eli materian laatu.

Musta kappale tarkoittaa sitä että sen absorptiokerroin on sama kuin emissiokerroin. Kullalla on suuri absorptiokerroin ja pieni emissiokerroin eli se säteilee energiaa vain vähän pois joten se lämpenee paljon.

huu kirjoitti:

Musta kappale tarkoittaa sitä että sen absorptiokerroin on sama kuin emissiokerroin. Kullalla on suuri absorptiokerroin ja pieni emissiokerroin eli se säteilee energiaa vain vähän pois joten se lämpenee paljon.

äärettömän maailmankaikkeuden miehistä tajuaa
todellisuuden naisellisella tavalla (sielunlaki),taivaan keskilämpötila on
nolla celsiusta.