No. 21: Gibt es einen Klimakonsens? Und wenn ja, wieviel? 97% 99,79%? Dazu gibt es zahlreiche Umfragen oder Studien, die aus anderen Studien eine Aussage lesen wollen. Das Vorgehen ist ungewöhnlich – in anderen „harten“ Wissenschaften wie Chemie oder Physik werden in der Regel keine derartigen Zustimmungsstudien angefertigt. Stattdessen gibt es Übersichtsartikel (Reviews), die den Stand des Wissens zu einem Spezialthema anhand geprüfter Experimental-Literatur zusammenfassen, und damit übereinstimmende Forschungsergebnisse zusammentragen. Prozent-Angaben zu Übereinstimmung scheinen eher politisch motiviert zu sein. So sah die berühmte „97%“-Studie von John Cook, von Obama 2013 zitiert, denn auch aus – siehe Teil 5 von „Klimawissen- kurz & bündig“. Heute schauen wir uns die allererste der „Die Wissenschaft ist sich einig“-Klimastudien von Naomi Oreskes, Harvard-Uni, an.
Quellen:
Ich kann mich des Eindrucks nicht verwehren, daß die Herren Müller, Heinemann, Deutering, und einige mehr, hier bewußt eine diskussionszersetzende Trollrolle einnehmen.
Warum? Ich versuche seit geraumer Zeit zu argumentieren, daß Wärmeenergie unterschiedlicher Größe nicht kumuliert. Wenn also ein Körper mit z. B. 50°C von einem anderen mit 20°C angestrahlt wird, erhöht sich die Temperatur des 50°C-Körpers nicht, obwohl natürlich auch der 20°C-Körper Wärmeenergie zustrahlt. Ebenso erwärmt sich ein passiver 3. Körper bei identischem Abstand zu einem warmen und einem kühlen Strahler abhängig vom wärmeren und der kühlere kann daher durch seine Zustrahlung die Temperatur des passiven 3. nicht weiter erhöhen.
Genau diese meine Aussage ist auch der Inhalt des 2. HS, der gem. Clausius besagt: „Es gibt keine Zustandsänderung, deren einziges Ergebnis die Übertragung von Wärme von einem Körper niederer auf einen Körper höherer Temperatur ist.“
Es existiert also sogar ein physikalisches Gesetz, welches diese Kumulationstheorie, also Energieaddition ausschließt. Und Wärme ist Energie. Entweder wollen die genannten Herren also den 2. HS anzweifeln, oder aber, sie haben ihn nicht verstanden.
Diese Diskussion behandelt Strahlungsphysik, der 2. HS gilt aber natürlich auch für Thermodynamik, die hier nicht diskutiert wurde.
Diesen Eindruck haben nicht nur Sie! Er trifft definitiv zu. Unsinn massenhaft wiederholt wird irgendwann zu „Wahrheit“.
Lance Stroll am 20. Juni 2022 um 9:20
Und dann schafft es der Unsinn sogar noch auf eine Eike-Konferenz: „William Happer – Radiative forcing of greenhouse gases:much ado about almost nothing“ …
Oder ist vielleicht doch mehr an dem dran, was z.B. auch Happer erklärt, und Herr Strasser liegt falsch?
stefan strasser am 20. Juni 2022 um 0:03
Herr strasser, wenn Sie sich von den Argumenten von Leute, die von der Materie mehr verstehen, nicht überzeugen lassen wollen, so lassen Sie es einfach.
Aber respektieren Sie, dass es Leute gibt, die erklärtermaßen Ihre Argumente für physikalisch falsch halten und dies umgangreich und nachvollziehbar darlegen. Der Trollvorwurf ist billig und zeugt nur von Hilflosigkeit und unzureichendem Willen, etwas dazuzulernen.
Zum x-ten Male: Ihre Vorstellung ist deswegen falsch, weil Sie die Begriffe Energie und Wärme nicht sauber auseinanderhalten.
Das scheinen sehr viele zu tun! Alle die hier Clausius zitieren aber genau diesen Fehler machen.
Fakt ist, es wird keine Waerme von der Atmosphaere auf die Erde uebertragen.
Wenn man erst mal so weit ist, kann man sich davon verabschieden zu behaupten, die Atmosphaere erwaermt die Erde.
Es ist nun mal so, um etwas zu erwaermen muss man Waerme zum Koerper hinzufuegen.
Wenn die Atmosphaere also die Oberflaeche nicht mit Waerme versorgt, dann sorgt sie also dafuer das die Waerme abgefuehrt wird.
Eine Betrachtung der Atmosphaere, die diese nicht als Isolation behandelt, ist zeitverschwendung, vor allem wenn man nicht gleichzeitig alle Waermeuebertragungsarten in Betracht zieht.
Zitat: „Herr strasser, wenn Sie sich von den Argumenten von Leute, die von der Materie mehr verstehen, nicht überzeugen lassen wollen, so lassen Sie es einfach.“
Der war gut! Träumen Sie ruhig weiter!
Zitat: „Zum x-ten Male: Ihre Vorstellung ist deswegen falsch, weil Sie die Begriffe Energie und Wärme nicht sauber auseinanderhalten.“
Worin besteht der Unterschied zwischen Wärme und Energie? Da Sie ja etwas von „der Materie“ verstehen, sollte das eine leicht beantwortbare Frage sein.
Mfg
Werner Holtz
stefan strasser schrieb am 20. Juni 2022 um 0:03
Es gibt Experimente – tatsächlich ausgeführte Experimente -, die Ihren Standpunkt widerlegen. Sowohl im Experiment von Herrn Spencer als auch Herrn Schnell führt die Präsenz eines „kühleren Körpers“ zu einer Erhöhung der Temperatur eines „wärmeren Körpers“ – bei Spencer die von einer Wärmelampe bestrahlte Platte, bei Herrn Schnell die beheizte Bodenplatte. Sie sollten also Ihre Argumentation nochmal überdenken.
Eine Trollrolle, wenn man mit Zahlenwerten und Formal die nachvollziehbar sind, argumentiert? Hmm.. Wohin verschwindet nochmal die Wärmeenergie bzw „Einzelstrahlung“, die bei Ihnen im Vergleich mit der „stärkeren Einzelstrahlung nicht gewinnt“? Und mit welchem physikalischen Effekt wird diese nicht absorbiert?
Es sollte klar sein, dass sich in den letzten 150 Jahren der Wärmebegriff gewandelt hat und Clausius Wärmestrahlung nicht so verstehen konnte, wie es heutzutage möglich ist. Der 2. HS ist natürlich erhalten, sogar in dem Wortlaut, den Sie benutzen: Es ist bei der besprochenen Zustandsänderung nicht das einzige Ergebnis, dass „die Übertragung von Wärme von einem Körper niederer auf einen Körper höherer Temperatur ist.“ Das zweite Ergebnis ist, dass das System kontinuierlich Wärme und auch Entropie verliert (und eine Wärmequelle benötigt).
Gerne können Sie mal versuchen aus dem vorgestellten System ein Perpetuum Mobile zu bauen – müsste doch dann möglich sein und würde das Modell widerlegen.
Sie können dazu auch die Skripte von Hochschulen wälzen. Diese rechnen im nicht-statischen Fall fast immer mit lokalen Wärmeströmen und Nettowärmeströmen bzw. kommen ohne deren Thematisierung auf das selbe Ergebnis: durch einen verdeckenden grauen oder schwarzen Strahler wird der Fluss gehemmt. Suchen Sie mal nach „Neumannsche Randbedingung“ oder „Netto-Strahlungsmethode“, z.B. in https://www.acin.tuwien.ac.at/fileadmin/cds/lehre/mblg/Modellbildung_Kapitel_3.pdf
Da geht kein Wärmefluss ins Nirvana verloren… Siehe dazu z.B. auch „Wärmeübergang an den äusseren Oberflächen“ im Lehrbuch Wärmeleitung und -transport von Hr.n Hannoschück (DOI 978-3-662-57572-7, S. 419).
Wo haben Sie ein Skript oder Lehrbuch, dass Ihr Verschwinden der geringeren Einzelstrahlung thematisiert?
Herr Deutering,
sie sagen falschlich:
Das stimmt nicht, da Energie nicht erzeugt oder verloren gehen kann, muss die Energie den Koerper durchdringen. Der Waermefluss kann nicht „gehemmt“ werden,
Deshalb werden Isolierungen mit der Bedingung Q= Konstant gerechnet.
Und in der Atmosphaere teilt sich der Waermestrom in vier Teilstroeme:
Strahlung
Waermeleitung
Konvektion
und als Teil der Konvktion der Transport durch latente Waerme
Den Waermestrom durch Strahlung hat auch der alte Clausius schon richtig beschrieben, nur sie haben in der Universitaet nicht aufgepasst. Waerme ist die Energie, die uebertragen wird. Fuer die Strahlung wird dabei die Differenz aus Ab- und Zustrahlung gebildet. Sie haben sogar die Formeln dazu selber hier vorgestellt, aber schaffen es nicht diese richtig anzuwenden.
Der Waermefluss ist von der geheizten Oberflaeche weg durch die Atmosphaere in Richtung Weltraum.
Spaetestens ein Zentimeter unter der Erdoberflaeche gibt es keinen bedeutenden Waermefluss in Richtung Zentrum der Erde. Ihnen sollte bewusst sein, das der Temperaturgradient auch unter der Erde fortsetzt. Allerdings koennen sie da mit Strahlung nichts anfangen. Wie erklaeren sie diese Tatsache ohne Strahlung? Und kann man diese Ursache auch fuer die Atmosphaere untersuchen?
Wie wirkt sich ihrer Meinung nach die geringe Waermeleitfaehigkeit der Luft in der Atmosphaere aus?
Immerhin benutzen wir diese Eigenschaft in den meisten Isoliermaterialien?
Schmeissen sie mal ihren technischen Verstand an.
Ich habe die anderen Arten des Wärmetransports nicht deswegen vernachlässigt, weil ich diese nicht verstehe – sondern, weil diese zunächst mal als gleich mit oder ohne IR-aktive Materialien betrachtet werden können. Es wird die Differenz der Wärmestrahlung an jeder Oberfläche gebildet, d.h. an der Erdoberfläche muss eben auch der Anteil der atmosphärischen Gegenstrahlung berücksichtigt werden. Wenn dieser Anteil nicht da ist, gibt es weniger Einstrahlung, d.h. im Flussgleichgewicht ist auch weniger Abstrahlung notwendig, also die Temperatur niedriger.
Wenn die Strahlung wieder zurückgeworfen wird, kann man dies natürlich in die Aussage fassen, das dieser Teil des Wärmeflusses gehemmt wird. Wie würden Sie es sonst nennen? An TOA kommt er nicht an, aber er wird vom Erdboden ausgesendet.
Wie sie geschrieben haben: Es gibt verschiedene Wärmeübertragungsarten. Wenn eine der Übertragungsarten gehemmt wird (z.B. weil die Wärmestrahlung nicht direkt durch die Atmosphäre kommt), müssen die anderen Arten dies kompensieren. Dazu sind aber höhere Temperaturen notwendig. Sie haben doch auch richtig gefolgert, dass „die Moeglichkeit Waerme durch Strahlung zu uebertragen dazu [führt], das[s] die ‚Potentialdifferenz‘ geringer sein kann. Und je besser sie den Waermetransport durch Strahlung machen desto kaelter kann die Oberflaeche sein.“ Ergo: weniger Treibhausgase = geringere Temperaturen.
Leider haben Sie einige der an Sie gerichteten Fragen nirgends beantwortet:
Herr Deutering,
sie sagen:
Wollen sie sagen weniger Gase die strahlen, erhohen den Waermestrom durch Strahlung? Wie wollen sie das darstellen?
Offensichtlich verstehen sie nicht, das es um den Waermedurchgang durch die Atmosphaere geht, den wir hier besprechen.
Da bei mehr Treibhausgasen auch mehr Energie absorbiert wird, wird gleichzeitig auch mehr Energie abgestrahlt, zum Beispiel bei gleicher Temperatur. Demzufolge erhoeht sich der durch Strahlung transportierte Waermestrom. Und sie behaupten das das zu einer Erwaermung der Waermequelle fuehrt?
Sie vergessen auch den zweiten Punkt an dem die Energie die Atmosphaere verlaesst. Durch Strahlung. Und sie haben bessere Strahleigenschaften in der Atmosphaere mit mehr Treibhausgasen. Das heisst die Atmosphaere kann ruhig kaelter sein, um die gleiche Energiemenge abzustrahlen. Allerdings sollten sie die Waermebilanz fuer die Atmosphaere korrekt machen.
Dazu sollten sie ubedingt wissen, wieviel Waerme durch Konvektion und Latente Waerme in die Atmosphaere kommen. Wenn sie da eine gute Arbeit finden…
Sie fragen wo sie „„Energiefluesse […] zu einer Temperatur addieren“
Genau an der Stelle wo sie KT und die „Energiefluesse“ zitieren. Oder faellt es nicht auf das sich alle Enegiefluesse ganz nett auf 396 W/m2 zusammenfuehren lassen?
Dabei ist die „Ruckstrahlung“ da doch abhaengig von der Abstrahlung, beliebig waehlbar und wird immer eine korrespondierende Abstrahlmenge aka Temperatur an der Oberflaeche erzeugen.
Vielleicht beantworten sie einfach mal die Frage wie ein solch unbestimmtes System wirklich funktioniert. Welche Groesse bestimmen denn die Rueckstrahlung? Was passiert denn also an der Oberflaeche und an der Oberkante der Atmosphaere wenn sie die Atmosphaere als grauen Strahler annehmen? Was bestimmt denn dann die Temperatur an der Oberflaeche? Machen sie die Bilanz in der Atmosphaere!
Und bitte verschonen sie mich mit angeblichen „vagen Aussagen“. Liegt entweder an ihrem Verstaendnis oder Unwissen oder was weiss ich, aber das Waerme auf der linken Seite der Gleichung steht, ist nun mal so. Die gleichung haben sie selber gebracht und der Waermeaustausch durch Strahlung wird nunmal so gerechnet.
Letzter Versuch:
In Anwesenheit der Sonne ist die Strahlung aus der Atmosphaere keine Waermequelle. Die Sonne erwaermt die Erde.
In Abwesenheit der Sonne, ist die Strahlung aus der Atmosphaere keine Waermequelle. Die Atmosphaere waermt nachts die Erde nicht, sondern verhindert nur ein schnelles Auskuehlen.
Strahlung hin oder her, die Bilanz ist, das Waerme von der Erde zur Atmosphaere fliesst.
Beantworten sie einfach auch mal ein paar Fragen die ich stelle.
Die wichtigste fuer sie: Was wuerde passieren wenn die Waermeleitung in der Atmosphaere super klasse waere?
Oder warum denken sie bestimmt die Adiabatik den Temperaturgradienten in der Atmosphaere?
Ich schrieb
Sie schrieben:
Ich schrieb
Sie schrieben:
Wenn zwischen dem Erdboden und dem Weltall kein weiteres re-emittierendes Objekt liegt, dann kann (und wird) der Erdboden bei einer Temperatur T_EB die absorbierte Wärmestrahlung wieder an das Weltall abgeben. Auf einem dazwischenliegenden re-emittierenden Objekt stellt sich eine geringere Temperatur T_RE < T_EB als beim Erdboden ein. Dieses strahlt auch auf den Erdboden zurück und gibt diesem einen zusätzlichen Energieeintrag, der die innere Energie (und damit die Temperatur T_EB) erhöht. Das re-emittierende Objekt strahlt seinen Teil der Wärme auf der niedrigeren Temperatur T_RE in Richtung Weltall ab.
Die Atmosphäre kann – wenn sie kälter ist als der Erdboden – auf den Emissionsbanden nicht die gleiche Energiemenge abstrahlen wie ebendieser (unter der Annahme von gleichen Emissionsgraden). Wie wäre das sonst mit SB vereinbar?
Es ist kein „unbestimmtes System“: Ich habe das vereinfacht hier für einen flachen Emitter weiter unten „Joerg Deutering am 18. Juni 2022 um 1:32“ durchgerechnet und „die Bilanz“ gemacht. Dort konkret für die Annahme eines -20°C Gefrierschranks mit einer Emitterplatte (konstanter Wärmefluss) und einem halbverdeckenden Absorber/Reemitter. Das gilt auch, wenn der Gefrierschrank auf -273°C liegt, statt einer Emitterplatte eine Emitterkugel genutzt wird und der Reemitter kein schwarzen Strahler sondern ein selektiver grauer Strahler ist. Die Rechnung wird dann anstrengender, das Ergebnis „zusätzlicher Reemitter um einen Emitter mit konstantem Wärmefluss erhöht Temperatur des Emitters“ bleibt das selbe.
Gerne können Sie das Beispiel nachrechnen und korrigieren. Bei bekannten Emissionsgraden ist die “ ‚Ruckstrahlung‘ da […] [eben nicht] beliebig waehlbar“, sondern ergibt sich über SB, dem Flussgleichgewicht und dem solar gegebenen Wärmefluss vom Erdboden/Emitter aus der Rechnung. Wäre die Gegenstrahlung größer (Temperatur des Reemitter zu hoch), würde der Reemitter zuviel Wärme verlieren und damit abkühlen – als Folge sinkt der Anteil an Gegenstrahlung. Entsprechend gegensätzlich verhält es sich bei zu geringer Gegenstrahlung.
Ich habe auch leider nicht verstanden, was Sie damit meinen, dass ein Zitieren der Energieflüsse von KT gleichzusetzen ist, mit einer Addition von Temperaturen. Kommt das von dem (Fehl)Schluss, dass die Gegenstrahlung ein beliebig wählbarer Wert sei? Es werden sowohl bei mir als auch bei KT keine Temperaturen sondern Flüsse addiert,die sich aus SB ergeben. Oder wo ist das die Addition von Temperaturen zu finden?
Ja, eine Rechnung ihrerseits wäre auch schön. Dann könnte man Ihre Vermutung, dass ein selektiver grauer Strahler keine Auswirkungen auf einen kontinuierlichen Wärmefluss hat, auch mal in Zahlen sehen. Und auch die angekündigte Gleichung über die der „Waermeaustausch durch Strahlung […] nunmal so gerechnet“ wird, wäre nett. Ansonsten fehlt Ihren Worten ein gewisses methodisches Fundament.. Leider werde ich diese beiden Punkte aber noch länger vermissen.
Alles was strahlen kann, T>0K und einen Emissionskoeffizienten >0 hat, ist eine Wärmequelle. Oder wie ist SB zu interpretieren?
Wenn man für den Wärmefluss durch die Atmosphäre einen thermischen Kurzschluss postuliert, stellt sich zwangsläufig die gleiche Temperatur überall ein. Das ist die Auswirkung, wenn der einzige Wärmewiderstand Rth = 0 gesetzt wird. Dann gibt es aber auch keinen Temperaturgradienten in der Atmosphäre mehr. Der einzige Unterschied zwischen dem emittierenden Erdboden und den IR-aktiven Materialien wäre dann der jeweilige Emissionskoeffizient.
In der Adiabatik wird gerade kein Wärmeaustausch mit der Umgebung angenommen. Zur Berechnung des „Temperaturgradienten in der Atmosphaere“ wird ein eine schlechte Wärmeleitung benötigt, damit sich ein gedachtes Luftpaket adiabatisch verhält.
Da ich all Ihre Fragen beantwortet habe, freue ich mich auf Ihre Antworten und insbesondere auf Ihre Rechnung.
Sie sagen:
Das ist falsch! Vielleicht ueberlegen sie sich noch mal ob sie die Grundlagen wirklich verstanden haben.
Die Energie ist nicht zusaetzlich, sondern ist im Strahlfeld beider Koerper enthalten und stammt urspruenglich von einer externen oder chemischen oder atomaren Waermequelle und nut die Bilanz aus er Strahlstaerke ist die uebertragenen Waerme zwischen den beiden Koerpern. Und nur diese Waermemenge kann die innere Energie eines Koerpers anheben.
Verstehen sie wirklich nicht, das die Erde eine Waermequelle fuer die Atmosphaere ist und nicht anders herum?
Strahlung aendert nicht einen Deut!
Alles was strahlt ist eine Energiequelle.
Eine Waermequelle wird draus wenn diese Quelle mehr Energie abstrahlt als bei ihr ankommt.
Nicht umsonst scheinen sie meine zweite Aussage zu ignorieren, weil es ist offensichtlich, das in der Nacht, trotz der Strahlung, die Atmosphaere die Erde nicht erwaermt.
Sie sollten weniger selektiv lesen und mehr nachdenken.
Warum denken sie macht es einen Unterschied fuer den Waermestrom, ob es sich um einen grauen Strahler oder nicht handelt? Q=Konstant. Ist eine Bedingung, die nicht danach fragt!
Stellen Sie sich einen einzigen Emitter im Weltall vor, welches aus einer „einer externen oder chemischen oder atomaren Waermequelle“ einen konstanten Wärmestrom Qp_0 erzeugt. Dieser wird sich so erwärmen, dass der Wärmefluss Qp_0 über Wärmestrahlung gegen 0K abgeführt werden kann. Umschließt man den Emitter mit einer beliebigen, aber geschlossenen Fläche, muss der Wärmestrom Qp_0 durch diese fließen. Wären zwei Emitter mit den konstanten Wärmeströmen Qp_0 und Qp_1 innerhalb der Fläche, so muss im eingeschwungenen Zustand Qp_0 + Qp_1 durch diese fließen. Verdeckt nun Emitter 2 die Abstrahlung des Emitters 1 teilweise, muss der Teilstrom Qp_01 entweder absorbiert, reflektiert, oder transmittiert werden. Falls die elektromagnetische Welle an Ladungen des Emitters 2 koppeln kann, d.h. geeignete besetze und unbesetzte Energieniveaus sind vorhanden, kommt es (im Rahmen des Wirkungsquerschnitts) zur Absorption. Die Energie geht dann in die innere Energie des abschattenden Emitters über. Gleiches gilt umgekehrt für den anderen Emitter. Woher die konstanten Wärmeströme Qp_0 und Qp_1 kommen spielt keine Rolle. Selbst wenn man die Wärmequellen abschalten würde, würde aufgrund der Wärmekapazität im ersten Augenblick exakt dasselbe passieren. Die partielle Abstrahlung (=“Was geht raus“) ist allein von der Oberflächentemperatur des Emitters abhängig. Für den resultierenden Wärmefluss zu einem Absorber ergibt sich „Was geht raus“ minus „Was kommt rein“.
Warum ist es „erlaubt“, dass die Erde sich durch die „externe“ Strahlung der Sonne erwärmen darf und auch durch die einer Feuerstelle, aber nicht durch die „externe“ Strahlung eines re-emittierenden IR-aktiven Materials? Wie unterscheiden denn die Photonen und das absorbierende Objekt, von woher die Energie kommt und ob die absorbierte Energie nun die innere Energie anheben darf? Ich glaube, da wäre eine Erklärung des bayrischen Örtchens „Strahlfeld“ interessant..
Die Korrektur zur Wärmequelle nehme ich gerne an; ich betrachte immer den Wärmestrom des einzelnen Objekts im leeren Raum gegenüber dem Referenzpotential (i.d.R. 0K). Damit ist zunächst alles eine Quelle; der Rest ergibt sich bei der Überlagerung bzw. der Energiebilanz. Aber das ändert leider wenig an der Begründung und dem Ergebnis. Letztendlich ergibt sich für den Wärmestrom zwischen Emitter (1: Platte 1, Erdboden), Reemitter (2: Platte 2, IR-Materialien) und Umgebung (3: Gefrierschrank, Weltall): Wenn die Erwärmung des Emitters von einem konstantem Wärmestrom herrührt (z.B. Einstrahlung der Sonne), muss dieser im Fließgleichgewicht an die Umgebung abgegeben werden. Wenn der Strom gehemmt wird, wird sich die Temperatur erhöhen um den Strom aufrechtzuerhalten.
Man kann es auch in Ihrem Sinne „ganz ohne Bilanzen“ über die einzelnen Emissionen begründen. Ohne Reemitter ergibt sich eine Temperatur, die SB-gehorcht, d.h. Qp_3 = Qp_13 = eps_1 * rho * A1 * T_1^4 , mit dem Emissionsgrad eps_1 und der Temperatur T_1 an der Kontaktfläche A1, und der SB-Konstante rho.
Mit Reemitter ergibt sich der Wärmestrom an die Umgebung durch die Teil-Wärmeströme der beiden Objekte: Qp_3′ = Qp_13′ + Qp_23′ = eps_1′ * rho * A1′ * T_1’^4 + eps_2′ * rho * A2′ * T_2’^4. Der Wärmestrom hin zur Umgebung muss im Fließgleichgewicht aber immernoch gleich groß wie Qp_3 aus dem ersten Beispiel sein. Es ändert sich aber die Fläche A1′, da ein Teil verdeckt wird. Es gilt, dass die Gesamtflächen die gleichen sein müssen: A1 = A1′ + A2′. (Für die Variante Erdboden zu Weltall wählt man stattdessen eine Änderung zu spektralen Emissionsgraden eps_1′, eps_2′ – energetisch das gleiche). Die Temperatur des Reemitters T_2′ ist kleiner, als die des Emitters T_1′. Also muss der Emitter (1) den zu geringen Wärmestrom des Reemitters (2) kompensieren – das heißt mehr abstrahlen – damit aus dem System wieder die gleiche Wärmemenge Qp_3 abfließt. Dazu muss die Emitter-Temperatur steigen.
Natürlich strahlt die Atmosphäre auch nachts Richtung Erdboden, d.h. „der Erdboden kühlt weniger aus“. Der Wärmestrom des auskühlenden Erdbodens Richtung Weltall ist ja im Vergleich zu Situation „Nachts ohne IR-Materialien“ gehemmt. Das Nicht-Eingehen lag nicht am selektiven Lesen, sondern ergibt wenig Mehrwert in der Diskussion. Es geht ja nur um die Wärmeströme und nicht deren Quellen – die auch in der Wärmekapazität und der noch vorhandenen Temperaturdifferenz zu 0K liegen können.
Ich freue mich immer noch auf die aus Ihrer Sicht korrekte Rechnung der Situation mit den drei thermischen Körpern. Etwas mehr Theorie, Zahlen und Formeln, statt Worte würde mehr Schwung in die Diskussion und vor allem Ihren Argumenten bringen… Meine Zahlen und Formeln haben Sie ja jetzt schon. Eine Korrektur des Gefrierschrankbeispiel sollte doch für eine vereinfachte Rechnung ausreichen, oder? Das könnte mir auch erklären, wo Sie die “ ‚Ruckstrahlung‘ […] beliebig waehlbar“ sehen. Auch das „[sich endlich mal] fragen […], was passiert wenn die Atmosphaere eine super Waermeleitfaehigkeit haette“ hat sich für mich nicht geklärt.
Sehr geehrter Herr Deutering,
zum Emissinsverhalten von IR-aktiven Gasen schauen Sie sich doch bitte mal folgenden formelmäßigen Zusammenhang an:
https://www.icloud.com/iclouddrive/08dLFU0l150lP_hsEjOAt4nfQ#emissionsfaktor_W_u_CO2
Errechnet wird ein Emissionsverhältnis in Anhägigkeit von der Temperatur und von den jeweiligen Konzentrationen von den IR-aktiven Gasen Wasserdampf und Kohlendioxid.
Dieses Emissionsverhältnis findet dann Anwendung zur Berechnung des jeweiligen Energiestrom, um dann über die kontaktierte Fläche den übertragenen Wärmestrom zu berechnen.
Eine Analyse der Formel zeigt, dass bei einer geringeren Temperatur als der Ausgangstemperatur, nämlich der Temperatur die eine Strahlungsquelle, hier der Gasköper hat bei constanter Konzentration der Gase das Emissionsverhältnis zunimmt.
Es wird also im Falle von Wärmeübertragung verhältnismäßig mehr Wärme in Gebiete tieferer Temperatur übertragen als in Gebiete nicht so tiefer Temperaturen.
Auch nimmt das Emissionsverhältnis mit Zunahme der Konzentration an IR-aktiven Gasen zu. Dies sogar bei T = constant.
Damit ist klar, daß in Körpern aus IR-aktiven Gasen Energie bei T = const. übertragen werden kann. Und zwar in Richtung der höheren Konzentration. Ähnlich der Vorgänge von Diffussion, wie Sie in Festkörpern z. B. beim weichglühen stattfinden.
Bedeutet jedoch auch, dass mit höheren Konzentrationen an IR-aktiven Gasen in der Umgebung von Strahlungsquellen ebendiese gekühlt , also bei T = const. Energie abgeführt werden kann.
Ein gutes Beispiel dafür ist Luft: Mit einem höheren Feuchtegrad transportiert sie mehr Wärme als mit einem geringen Feuchtegrad bei selber Temperatur. Oder das Verdunsten von Wasser geht bei T = const. mit der Aufnahme von Energie von statten.
Vorgänge also, die aus Wärmestrahlung nicht zu einer Erhöhung der Temperatur beitragen können.
Herr Deutering,
sie verlieren mich an der Stelle wo sie sagen:
Vielleicht muessen sie das Aufmalen aber ich kann damit nichts anfangen. Vielleicht fragen sie Herrn Dietze der kennt sich mit zwei Sonnen aus.
Falls sie nach einem Model suchen das zu unserer Diskussion passt, hier ein Vorschlag.
Sie haben eine Bananenstaude und ein paar Affen. Die Banananstaude ist die Waermequelle und der erste Affe die Waermeuebertragung durch Strahlung.
Demnach wirft der Affe 10 Bananen pro Stunde weg. Es gibt einen anderen Affen, der pro Stunde 8 zurueck wirft. Das ist ihre Gegenstrahlung.
Nun hat der Affe aber Familie. Der Opa ist die Waermeleitung. Der nimmt zwar die Banane in die Hand, wirft aber wenn dann nur eine Banane pro Stunde aber geschickt am ollen Affen vorbei. Die Schwester ist richtig fleissig. Sie sieht das der doofe andere Affe acht Bananen zurueckwirft. Deshalb nimm sie jede Stunde soviel sie kann und schmuggelt sie am Affen in der Hand vorbei. Wieviel Finger an der Hand? Man kann sich vorstellen, die Schwester macht dabei ganz schoen Wind!
Fragen:
Wieviel Bananen fallen immer in den Fluss und werden weggespuelt?
Wieviel Bananen sind an der Staude?
Kann der olle Affe mehr Bananen pro Stunde haben als ihm zugeworfen wird?
Herr Deutering,
sie sagen:
Falls sie mein obiges Beispiel nicht verstanden haben hier ncoh mal der Hinweis. sie vergessen, das sich der Waermestrom in mehrere Teilstroeme aufteilt. Was sie als „Hemmung“ bezeichnen ist einfach nur die Tatsache, das die Strahlung nur einen geringen Teil der Waermeubertragung uebernimmt. Warum sie in dem Zusammenhang nicht fesstellen, das die Waermeleiting der Luft auch nicht gerade hilfreich ist, einen hoeheren Anteil am Waermestrom zu uebernehmen, fragen sie nicht?
Laut Atmosphaerenphysik sind Konvektion, und bei der Erde zusaetzlich die Latente Waerme die dominierenden Waermestroeme durch die Atmosphaere. Nicht umsonst ist der Adiabatische Gradient konvektiv beschreibbar.
Was in ihrer Ueberlegung fehlt ist, das der Topf mehr als nur ein Loch hat. Sie denken die Strahlung ist ein kleines Loch, aber die Waermeleitung ist noch kleiner. Die Konvektion haelt den Pegel it einem grossen leck, aber wie?
Loesung, rechnen sie die Atmosphaere wie eine Isolierung.
Herr Deutering,
sie sagen:
Falls sie mein obiges Beispiel nicht verstanden haben hier ncoh mal der Hinweis. sie vergessen, das sich der Waermestrom in mehrere Teilstroeme aufteilt. Was sie als „Hemmung“ bezeichnen ist einfach nur die Tatsache, das die Strahlung nur einen geringen Teil der Waermeubertragung uebernimmt. Warum sie in dem Zusammenhang nicht fesstellen, das die Waermeleiting der Luft auch nicht gerade hilfreich ist, einen hoeheren Anteil am Waermestrom zu uebernehmen, fragen sie nicht?
Laut Atmosphaerenphysik sind Konvektion, und bei der Erde zusaetzlich die Latente Waerme die dominierenden Waermestroeme durch die Atmosphaere. Nicht umsonst ist der Adiabatische Gradient konvektiv beschreibbar.
Was in ihrer Ueberlegung fehlt ist, das der Topf mehr als nur ein Loch hat. Sie denken die Strahlung ist ein kleines Loch, aber die Waermeleitung ist noch kleiner. Die Konvektion haelt den Pegel it einem grossen leck, aber wie?
Loesung, rechnen sie die Atmosphaere wie eine Isolierung.
Neulen, Holger am 6. Juli 2022 um 15:05:
Für das Emissionsverhalten von H2O und CO2 in der Atmosphäre eine auf Kniffelfaktoren basierende Zahlenwertgleichung von Kesselgasen heranzuziehen, halte ich für etwas gewagt:
@Werner Schulz am 6. Juli 2022 um 21:10
Es geht um eine geschossene Fläche, die ein Volumen einschließt, Das kann man sich wie eine (durchlässige) Tüte vorstellen, welche den Proberaum komplett umschließt. Das Vorgehen wird der Physik häufiger angewandt: z.B. um el. Ladungen (im Raum) mit el. Flussdichten (über eine geschlossene Fläche um den Raum), oder Quellen (im Raum) mit Strömungen (über eine geschlossene Fläche um den Raum) in Zusammenhang zu bringen. Stichwort „Satz von Gauß“..
Das Affen-Beispiel hat mehrere Probleme:
Entsprechen würde ich mich dann doch gerne auf physikalische Beispiele beschränken.
Wie schon mehrmals geschrieben, kann man gerne das Thema verkomplizieren und alle Übertragungsarten versuchen mit zu nehmen, dann wird es aber keine leichte Arbeit, sondern eine Simulationsaufgabe. Wenn man in erster Näherung Konvektion und Leitung beim Vergleich „mit und ohne IR-Reemission“ gleich lässt, vereinfacht dies das Vorgehen aber merklich. Und dadurch wird keine Aussage getroffen, ob der Anteil der Konvektion und Leitung groß oder klein ist..
Eine Berechnung „wie eine Isolierung“ vernachlässigt die Strahlung der Atmosphäre komplett – zumindest, wenn die Rechnung nur auf konduktive Leitfähigkeitswerte zurückgreift. Dann steht der Erde, trotz Isolierung, eine Unterkühlung bevor, da dann nur dort eine Wärmestrahlung stattfindet. Eine Isolation ändert nur dann an etwas, wenn sie die Fläche, die Temperatur oder den Emissionsgrad von emittierenden Materialien ändert. Eine durchsichtige Isolation um die Erde kann noch so dick sein – wenn kein IR-aktives Material darin ist, bleibt die Temperatur auf der Erde gleich (ich gehe hier von einer „flachen“, nicht rotierenden Erde aus).
Wenn man so auf mehr Wärmetransport steht, geht auch folgendes Beispiel (das ebenso weit hergeholt ist, wie die Affen): Man betrachtet eine atmosphärelose Erde, die sich auf Normalnull die mit konstantem Wärmefluss Qp_E erwärmt, das wäre Fall (1). Im Fall (2) legt man darüber eine wärmeleitfähige, dicke Platte – wobei auch nur wieder auf Normalnull ein Wärmeeintrag stattfinden soll. Findet keine Emission statt, stirbt in beiden Fällen die Erde dem Hitzetod, weil zunächst keine Strahlung den Wärmefluss Qp_E abtransportieren kann. Wenn nur eine Emission auf Normalnull stattfindet (und die Platte diese Strahlung nur transmittiert), stellt sich die gleiche Temperatur ein, die nur von Qp_E, der Oberfläche und des Emissionsgrads der Erde abhängig ist. Wenn die Platte auf der Oberseite auch in bestimmten Banden emittiert, so absorbiert sie auch auf diesen Banden die Energie, welche von Normalnull kommt. Das heißt auf diesen Banden gibt es nur den Teil, der von der Plattenoberseite und deren Oberfläche, Temperatur und Emissionsgrad herrührt. Wird auf diesen Banden weniger ins All emittiert, muss der Erdboden auf den restlichen Banden mehr emittieren, um vom Erdsystem über alle Banden wieder einen konstanten, abfließenden Wärmestrom Qp_E zu erhalten. Damit muss die Temperatur auf Normalnull steigen. Für die Temperatur der Plattenoberfläche kann man dann gerne eine bessere Leitfähigkeit o.ä. annehmen. Bei CO2 und CH4 ist das in etlichen km Höhe, in denen die Temperatur auch mit toller Leitfähigkeit und Konvektion unterhalb der des Erdbodens liegt.
Auch das Gefrierschrank-Beispiel ließe sich mit überwiegend konvektivem und konduktivem Wärmetransport auf die Erdatmosphäre übertragen. Zur Gegenstrahlung benötigt es nur einen Reemitter mit einer Temperatur zwischen der Temperatur des Erdbodens und des Weltalls… D.h. auch am Gefrierschrank-Beispiel ließe sich erkennen, ob es einen Effekt der Treibhausgase geben muss.
Wenn es keinen Treibhauseffekt gäbe, sollte es doch ein Leichtes sein, eines meiner inzwischen vier Beispiele (Gefrierschrank mit Zahlenwerten, ausgedehnte Emitter Qp_0 und Qp_1 innerhalb der geschlossenen Fläche, Rechnung „ganz ohne Bilanzen“, atmosphärelose Erde mit Platte) zu widerlegen. Gerne mit Zahlen, oder wenigstens Formeln.
Sehr geehrter Herr Deutering,
schön, daß Sie sich meiner Nachricht an Sie angenommen haben und weitere Fragen dazu stellen.
Generell müssen Sie die Analyse der Formeln nach der eg und ewg berechnet werden nach der Methode des Totalendifferential verstehen. Also zur Änderung von Z aus den dafür verwendeten Variablen.
In diesem, unserem Falle wären das die Variablen der Konzentration der für die an der Emission beteiligten Gase und der Temperatur.
Wie man aus der Formel ersehen kann, sind der Druck und die Schichtdicke des Gaskörper auch an der Berechnung von Z beteiligt. Für meine, unsere Betrachtung habe ich diese beiden Faktoren als konstant angenommen.
Jedoch zeigt der formelmäßige Zusammenhang, daß mit steigendem Druck Z, also aus weiterem Zusammenhang zu erkennen — das Emmissionsverhältnis steigt. Ebenso steigt es mit zunehmender Schichtdicke.
Aber, wie geschrieben, habe ich diese jeweils als konstant angenommen, da im stationären Zustand der Wärmeübertragung der Druck im Gaskörper konstant bleibt, nämlich Umgebungsdruck. Und die Schichtdicke bei Volumen = konstant sich nicht ändert.
Für kleine Änderungen der Konzentration von CO2 zeigt die Berechnung von Z mit der Konzentration Delta Z von 1 ppm einen größeren Werte als eben der Wert von Z bei kleinen Änderungen der Temperatur, wobei — aus der Formel ersichtlich: Z sich mit steigen der Temperatur verringert.
Andererseits steigt Z mit Abnahme der Temperatur.
Abnahme der Temperatur bedeutet innerhalb des Gaskörper Atmosphäre aufsteigen der Gase. Zumindest bis in Höhen von 10 km, also bis zur Tropopause, dort wo Wetter also das Klimageschehen stattfindet.
Mit dem Zunehmen der Höhe geht jedoch ein Verringern von Z einher, dies wegen p mit Delta p zu geringerem Druck.
Wobei wir hier aber bereits im Bereich der Konvektion wären, weil mit dem geringerem Druck auf ein gasteilchen bereits eine Anhebung dessen Entfernung von der Strahlungsquelle zugenommen hat.
Wärme wird also in diesem Falle transportiert per Konvektion, nicht durch Strahlung!
Meiner Meinung nach schön zu sehen am Verlauf der Temperatur Oberfläche bis in 2 m Höhe, wie am Wettermast in Hamburg bei freier Einstrahlung der Sonne auf die Oberfläche. Deren Strahlung dann bis in 2 m Höhe dann abgeklungen ist.
Auch kann man aus der Formel für das Verhalten von Z mit dem Verhalten des Emissionsgrades aus den verschiedenen Deltas sehr schön den Vorgang der Verdunstung bei T gleich Konstant, also Vorgänge die der Diffusion geschuldet sind erklären.
Daher erscheint mir die Verwendung auch für geringe konzentrationen von 400 ppm als geeignet.
Sicherlich wäre eine Einsicht in Gurwitsch: Wärmetechnische Berechnung von Kesselaggregaten, Moskau/Leningrad; 1957 hilfreich.
Auch zeigt der formelmäßige Zusammenhang, für geringste Konzentrationen von Wasserdampf, z. B. Für 0 ppm einen Sprung, nämlich genau den Wert für das Emissionsverhältnis eg, welches mit dem Vorkommen von Kohlendioxid, also mit dem örtlichen Vorkommen dessen Bande mit T = const auftritt. Also dem 15 mikrometer Spektrum. Also zum Übergang des CO2 von fest zu gasförmig, gemäß dem Wienschen Verschiebungsgesetz etwa bei 195 K. Der geringsten Temperatur in der Stratosphäre. Oder?
Also das Emissionsverhältnis, Absorptionsverhalten von Kohlendioxid an der Tropopause.
Es findet sich ein hoher Emissionsverhältnis
Testen Sie die formelmäßigen Zusammenhänge für Z einfach mal aus. Setzen dann ein in 1- e exp -Z für eg und vergleichen eg bei Konzentration 1 ppm zu 2 ppm.
Dann können Sie meine Argumentation auch nachvollziehen.
Herr Deutering,
Eher nicht. Es geht um ein Volumen das keine feste Grenze nach oben hat. Es sei den sie finden eine Definition, die die Grenzflaeche anhand von bestimmten Attributen der Atmosphaere beschreibt. Die Erdoberflaeche ist die andere Flaeche. Das ist ok.
Fuer die Entsprechung der „Tuete“ was schlagen sie vor? Druck? Temperatur? Tropopause?
Ganz bei ihnen!
Nein ist er nicht. Es sind 10.
Korrekt. Aber der Opa bestichte einen zweiten ollen Affen, die Bananen von der Schwester und alles was in den Fluss faellt in die Bananenrepublik zu verschiffen. Die Kosten 1 Banane die der Affe isst oder was auch immer.
Keiner kauft halbe Bananen oder Hapsweise. Auch Affen haben einen Stolz. Aber wenn Opa eine raucht, dann ist er so schnell wie der erste Affe. Da waechst nicht so viel nach wie muss, aber der andere olle Affe transportiert die Bananen, egal wo sie herkommen!
Na sicher aber nur Reife Bananen sind interessant. Reifen tun sie durch die Sonne . . .
Die werfenden Affen strahlen wenn sie ihre Bananen schmeissen. Der Opa ist der langsame den sie meinen. Hoert Waermeleitung ihrer Meinung nach in der Atmosphaere ganz auf? Also muss alle Waerme durch Konvektion bewegt werden? Sag ich doch, behaupte aber Waermeleitung findet minimal statt. Nur in der Thermosphaere kann man davon ausgehen, das nicht mal das passiert. Ist diese heiss oder kalt?
Ne, die Realitaet ist so. Die vereinfachten Modelle sind eben falsch. Abgesehen davon brauchen sie keine Simulation. Sie brauchen nur atmosphaerisches Grundwissen. Dazu gehoert die Formeln der Standardatmosphaere die Lapserate und eine Definition wo sie die Tuete denn nun haben moechten.
Und das der Anteil von Konvektion gross ist, koennen sie sogar KT entnehmen. Laut dem fallen sogar fuenf Bananen in den Fluss und die Schwester hat nur 2 Bananen, eine in jeder Hand.
Strahlungstransport koenne sie aber auch nicht ablesen, da das atmosphaerische Fenster ungefaehr 30% durchlaeest. In dem kleinen Schummeldiagramm, sind zu viele Mitterlungen und eine Berechnung fuer die Konvektiven Stroeme hat KT nicht gemacht. Insofern sprechen sie eine grosse Luecke bei KT an.
Weil sie keine Rolle spielt. Was kriegen sie denn wenn im Inneraum 20 Grad sind und die Innenwand 20 Grad hat? Genau einen Waermestrom von Null. In der Atmosphaere haben sie einen Waermeverlust durch das atm Fenster und wenn sie wollen, durch den Temperaturabfall mit der Hoehe. Deswegen ist ja die Strahlung der Atmosphaere nicht in der Lage die gleiche Strahlstaerke des Bodens zu erreichen. Daher ist der Waermeverlust durch Strahlung sogar postive.
Wenn man da also ohne Strahlung rechnet, kriegen sie vielleicht sogar einen Effekt angezeigt, denn es gar nicht gibt. Wissen sie aber nur wenn sie Konvektion und Latente Waerme ordentlich rechnen.
Sie vergeseen den wichtigsten Punkt. Mit Emissionsgrad koenne sie nur den weiteren Austausch an den Wandungen berechnen. Was wirklich, wirklich wichtig ist, ist die Dicke der Isolation.
Fuer die Erde spielt die Flaechenvergroesserung eine geringere Rolle. Das sind 0.56 Prozent Verringerung der Strahlstaerke fuer 18 km atm. Hoehe. Bei einer Rohrisolierung haben sie recht und Dicker ist nicht immer besser aufgrund der Flaechenaenderung. Die bessere Isolierung hat einen schlechten Emissionsgrad, aber vergessen sie nicht, das auf der Erde die Abstrahlung von zwei verschiedenen Lokationen kommt.
Welche Temperatur wirkt sich wie aus? Wenn der erste Affen keinen Bananen schmeisst, hat der olle Affe auch keine.
Temperatur stellt sich ein, aber bestimmt nichts.
Flache Erde und nicht strahlen lassen wir weg. Diskutiere ich nicht. Da gibt es die Klimalounge fuer. Nicht rotieren fuehrt zu einer guten Erkenntnis. Wie hoch denken sie ist die von der Erde emfangene Strahlleistung gemittelt ueber die Einstrahlflaeche?.
Atmosphaerenlos lasse ich eigentlich weg. Entweder diskutieren wir die Atmosphaere oder nicht.
Aber einfach aus Interesse, bei welcher Tiefe wuerden sie in diesem Fall 15 Grad C als Normaltemperatur antreffen und warum. Festland!
Tut mir leid, meine Affen werfen. Keine Emission? Wo haben sie das? Alles strahlt, wenn auch nicht Gase so wie Feststoffe und manche Gase selektiv oder fast gar nicht. Aber selbst Stickstoff hat Absorptionslinien und kann demzufolge auch strahlen. Keine Emmission ist kein Model, es sei den sie wollen erklaeren das CO2 nicht strahlt. Ich dachte das sind sie schon drueber weg?
Ne dafuer ist ja die Schwester da und das was in den Fluss faellt, schon vergessen?
Die Widerlegung ihrer seltsamen Beispiele finden sie wenn sie rausfinden was passiert, wenn die Waermeleitung Super ist.
Dann, denke ich, haben sie weniger Konvektion und einen sehr steilen Temperaturgradienten in der Atmosphaere. Und es ist kalt an der Oberflaeche, fast -18 Grad C!
Glauben sie nicht? Ist aber so. Bei steilem Gradienten brauchen sie auch die Abstrahlhoehe nicht mehr. Da kommt es auf den Kilometer nicht an.
@ Heinemann, Deutering, Müller
Als Ergänzung zu meinem Heizplattenbeispiel von weiter unten (stefan strasser am 15. Juni 2022 um 20:29) wäre zu bemerken, was auch Hr. Schulz bereits andeutete:
Der Meßaufbau besteht aus zwei temperaturregelbaren Thermoplatten von je 1 m², die beide permanent anwesend sind. Die Reihenfolge ist also, daß ab Oberfläche Platte 1 ein Abstand von 1 mm folgt, dann der eigentliche Meßabsorber mit 1 cm Tiefe und dann in einem weiteren Abstand von 1 mm die regelbare Platte 2. Angenommen alle Teile hätten zu Beginn als Ausgangstemperatur -20°C Kühlraumtemperatur.
Wenn man nun nur die Platte 1 auf +50°C erwärmt, wird sie Wärmeenergie abstrahlen. Diese Wärmeenergie trifft gebündelt, auf den sehr nahen Meßabsorber, weil der verglichen mit der Platte eben sehr kein ist. Sie trifft aber auch auf die in 1,2 cm Abstand befindliche parallele passive Platte 2. Es müssen sich also diese beiden Absorber bis zu einem eingeschwungenen Zustand erwärmen.
Ich meine, die maximale Temperatur, die der Meßabsorber aufgrund der 50°C-Strahlung erreichen kann, wären ebenfalls 50°C. Aber auch die Platte 2 wird wärmer werden als -20°C und wird damit den Meßabsorber von der gegenüberliegenden Seite ebenfalls stärker anstrahlen als zu Beginn.
Wenn daher die behauptete Addition stattfände, müßte der Meßabsorber wegen der Rückstrahlung von Platte 2 auch dann mehr als 50°C erreichen, wenn nur eine aktive Platte mit 50°C heizt. Hält das tatsächlich jemand für möglich?
Oder noch extremer: wenn zu Beginn alle Teile -20°C hätten, würde der Meßabsorber beidseitig von 232 W/m² angestrahlt. Gäbe es eine Addition, müßte seine Temperatur höher als -20°C ansteigen. 464 W/m² würden idealisiert eine Temperatur von 300 K oder ca. +27°C ergeben!
PS: wem die Abstände noch zu groß sind, kann sie sich gerne kleiner vorstellen …
stefan strasser am 17. Juni 2022 um 12:46
Schon klar. Habe ich so auch verstanden.
Dann überträgt sich die Strahlung aus 1 cm² der Platte auf den passgenau darunter stehenden Würfel (Meßabsorber). So habe ich dies verstanden. Pro Sekunde überträgt demnach Platte 1 ( +50°C entsprechend 617 W/m²) 617 W/m² × 1/10000 m² = 0,0617 Ws = 0,0617 J an den Meßabsorber.
Da die Platten geregelt sind, wird die -5°C kalte Platte 2 die absorbierte Strahlungsenergie von Platte 1 ( +50°C) durch Gegenkühlen wegregeln.
Aber nur, wenn er allseitig mit thermischer Strahlung von +50°C abgestrahlt würde, was im Aufbau aber nicht erfolgt.
Nach dem Messaufbau ist Platte 2 durch Regelung stets bei -5°C.
Das widerspricht Ihren Vorausetzungen der Regelung (=Randbedingung). Die ungeregelte Platte 2 wäre ein neues Experiment. Bleiben Sie erstmal Ihren Vorausetzungen treu und denken Sie die zuende.
Es gibt nach Ihren eingangs gemachten Voraussetzungen aber keine „Rückstrahlung“ von Platte 2. Die Platten sind ja thermische Schwarzkörperstrahler, denn nur die strahlen nach dem SB-Gesetz ab, und das sollen sie ja. Ein solcher Strahler hat die Reflexion null, er absorbiert alles, deswegen heißt er ja schwarz.
Die Temperatur des Meßabsorber bleibt in Ihren Experimenten stets unter +50°C, siehe meine Berechnungen.
Eine Addition von Strahlungsleistungen längs gleicher Strahlenwege erfolgt nicht, da eine Strahlungsquelle der anderen im Weg steht.
Natürlich haben Sie meinen kleinen Scherz durchschaut. In einem Gleichgewichtszustand kann natürlich keine zusätzliche Energie entstehen, weil sich alle Vektoren aufheben. Ich wollte aber sehen, welche Reaktionen kommen ;-))
Anders ist es beim beheizten Fall, wo Heizenergie zugeführt wird. Hier erwärmt sich der Meßabsorber aufgrund der geringeren Distanz zu Platte 1 stärker als die weiter entfernte Platte 2. Die Platte 2 wird also kühler bleiben als der Meßabsorber. Daher strahlt diese Platte zwar auch auf den Meßabsorber, wegen dem 2. HS kann diese Strahlung aber nicht zusätzlich erwärmen, weil dabei Wärme von Kühler nach Wärmer fließen müßte.
Meine ursprüngliche Annahme, diese Frage über den 2. HS beantworten zu können, stellt sich also doch als richtig heraus. Verallgemeinert heißt das, die stärkste Einzelstrahlung gewinnt, schwächere werden überdeckt. Die Additionstheorie ist also in Bezug auf zusätzliche Erwärmungswirkung damit widerlegt.
Indirekt ist dieser Versuch auch eine Falsifizierung des Treibhauseffektes, weil wenn man den Meßabsorber wegläßt, heizt externe Energiezufuhr die Platte 1 auf. Sie ist das Modell der Erdoberfläche und nimmt nach einiger Zeit eine Gleichgewichtstemperatur an. Diese Temperatur strahlt auf Platte 2, welche die Treibhausgase nachbildet. Die Platte 2 erwärmt sich, durch den Abstand bleibt die Temperatur aber wesentlich unter jener der Platte 1. Natürlich strahlt nun diese Platte 2 auch auf die Platte 1 zurück, weil sie aber kühler ist, kann diese Strahlung keinen zusätzlichen Wärmetransfer zurück zur Oberfläche bewirken, eben entsprechend dem 2. HS. In der wirklichen Atmosphäre ist die Situation noch reduzierter, weil z. B. CO2 im Gegensatz zur Platte 2 nicht das gesamte Spektrum sondern nur einen kleinen Teil davon absorbieren und ggfs. rückstrahlen kann.
stefan strasser am 17. Juni 2022 um 17:44
Ich komme nicht mit. Welchen Ihrer Irrtümer legen Sie jetzt als Scherz aus? Zitieren Sie mal.
Platte 2 hat stets und unabhängig von Platte 1 geregelt die Temperatur -5°C.
Wieso? Weil Sie irrtümlich glauben, was vorher einmal wärmer ist (Meßabsorber durch Erwärmung mit der 50°C warmen Platte 1 wird wärmer als Platte 2) kann nicht durch kälteres noch wärmer werden.
Übrigens haben wir keine zeitliche Reihenfolge, welche Platte zuerst wirkt, ausgemacht. Das ist wieder eine Zusatzvoraussetzung von Ihnen, die unausgesprochen nachher ins Spiel kommt und erschwert die objektive Diskussion.
Sie können Ihrem Irrtum aber zur Einsicht verhelfen, indem Sie die Reihenfolge umdrehen und einfach erst die kältere Platte 2 wirken lassen und dsnn die wärmere Platte 1. Da wird es im Ausgangs- und Endzustand mit wohldefinierten thermodynamuschen Gleichgewichtszuständen zu tun hsnen, ist die Reihenfilge ohnehin egal. Aber es hilft Ihnen, Ihren Irrtum einzusehen.
Das einzige, was Sie hier zeigen, ist, dass Sie eine „Theorie“ konstruiert haben, in der der 1. HS der Thermodynamik mit Hilfe des 2. HS der Thermodynamik ad absurdum geführt werden soll, indem Sie den Begriff der Energie mit seiner fundamentalen Eigenschaft der mengenmäßigen Addierbarkeit „wegpostulieren“.
Zudem erlaubt Ihrer „Theorie“ offensichtlich keine messtechnisch überprüfbare Vorhersagen. Denn theoretisch-mathematisch dadurch bestimmte Vorhersagen für die experimentell zu erwartenden Temperaturen für den Meßabsorber in Experiment 1. bis 3. haben Sie immer noch nicht geliefert. Ihr Scherz ist umfangreicher als Sie beabsichtigen.
Der Messabsorber erwärmt sich nicht deswegen stärker, weil er eine geringere Distanz zu Platte 1 hat. Wenn man von einer Abstrahlung von einer großen Fläche ausgeht und der Abstand zum Absorber merklich kleiner ist, als einer der Dimensionen des Emitters, ist das Strahlungsfeld als konstant näherbar. Der Messabsorber dazwischen erwärmt sich deswegen, weil er von Platte 1 und Platte 2 über seine Flächen Energie erhält und auf beide zurückstrahlt. Dann muss im eingeschwungenen Zustand die flächenbezogene Wärme (= die flächenbezogene, innere Energie, wenn technische Arbeit nicht berücksichtigt wird) des Messabsorber zwischen der von Platte 1 und Platte 2 liegen…
Wie Hr. Heinemann auch schreibt, ist generell bei Ihrer Erklärung „die stärkste Einzelstrahlung gewinnt“ schlecht erklärbar, wohin die Energie der schwächeren Einzelstrahlung verschwindet.. Soll die aus irgendeinem Grund reflektiert oder transmittiert werden? Und was passiert dann damit? Woher weiß der Empfänger mikroskopisch, wenn ein Energiequant ankommt, ob es sich nun um einen Teil der „stärksten Einzelstrahlung“ handelt?
Da würde ich mich über ein Erklärungsmuster freuen – man lernt ja nie aus..
Das Model ist ueberhaupt nicht auf die Atmosphaere anwendbar!
Es fehlen Konvektion und Waermeleitung.
Das Modell geht überhaupt nicht von einer Atmosphäre aus… Sondern von 2 Platten.
Es geht hier, wie bei meinen Ausführungen unter dem anderen Thread nicht um das Modellieren eines vollständigen Klimamodells, sondern nur um Wärmestrahlung und explizit um die Gegenstrahlung. Im Detail dien dazu ein System aus drei schwarzen Strahlern
(Platte 1, oder bei vereinfachter Betrachtung: der Erdboden)
(Platte 2, oder bei vereinfachter Betrachtung: IR-aktive Gase als graue Strahler)
(umgebener Raum, oder bei vereinfachter Betrachtung: der Weltall)
Dabei ist der Emitter großteils (Platte 2) oder vollständig (IR-aktive Gase in der Atmosphäre) vom Absorber bedeckt und erwärmt diesen aufgrund von Gegenstrahlung. Natürlich können Sie da noch Wärmeleitung, Lambdas, Schichtung und latente Wärme drüberstülpen. Aber vielleicht wäre es gut davor die Existenz der Gegenstrahlung erstmal zu erklären, was ich mit der obigen Ausführung getan habe.
Gerne freue ich mich über eine Diskussion, wenn Sie einen Fehler in der Erwärmung von Platte 1 (Erdboden) durch Platte 2 (Atmosphäre) aufgrund der Gegenstrahlung in der Darstellung gefunden haben..
Das aendert nichts, ausser das hier ein Model besprochen wird, das keinen Vergleich mit der Atmosphaere zulaesst.
Das gilt ebenso für ein Modell, welches die Gegenstrahlung weglässt …
Welches soll das sein?
Da sie hier ordentlich mitlesen habe ich ein Model vorgeschlagen, bei dem die Atmosphaere graue Strahlungseigenschaften hat. Das heisst sie strahlt in allen Wellenlaengen so wie ein Festkoerper.
Dieser Fall ist realistischer in jeder Hinsicht, das Staub und Wasser und Wolken und Aerosole die in der Atmosphaere sind, eher als graue Strahler auftreten.
Nun nehmen sie das Model und erklaeren sie das nur die Strahlung als Einflussgroesse wirkt.
Ich schlage vor, das sie als Grenzfall eine besonders gute Waermeleitfaehgigkeit der Luft annehmen. Wie verhaelt sich das System?
Wie bestimmen sie den Punkt an dem die Waerme die Erde verlaesst?
Es ging mir darum, ob es eine Gegenstrahlung gibt, dass ein nicht zu vernachlässigender Teil an Wärmestrom durch Gegenstrahlung zur Erde zurückkommt und um die folgende Aussage (stefan strasser am 15. Juni 2022 um 11:38)
Zu Ihrer Aussage:
Ich wollte hier nur erklären, dass es eine Gegenstrahlung gibt, welche zu berücksichtigen ist und welche die Erdoberfläche zusätzlich zur „Wärmeleitungsisolierung“ erwärmt. Da Sie den grauen Strahler auch nutzen, wird Ihnen das vermutlich klar sein (Dass es im Falle der Spurengase eigentlich ein wellenlängenselektiver, grauer Strahler ist , ist auch uns beiden klar – nehme ich an).
Es gibt meiner Meinung nach nicht „den [einen] Punkt an dem die Waerme die Erde verlaesst“. Im Bereich der CO2-Banden ist das in der Mesosphäre, merklich oberhalb der Troposphäre. In den Banden von Wasser, die nicht durch die CO2-Banden verdeckt sind, ist das im Wesentlichen in der Troposphäre. CO2 strahlt entsprechend auf einem niedrigeren Temperaturniveau ab als Wasser. Ab der Stratopause wird die Atmosphärenchemie anstrengend (Radikale von CO2 und anderen Stoffen haben zusätzliche Banden etc. ). Spätestens hier wäre meiner Meinung nach ein eindimensionales Modell am Ende. Aber wie geschrieben: mir ging und geht es nur um die Gegenstrahlung. Diese ist auch ohne „zusätzliches CO2“ (egal ob menschengemacht oder überhaupt existent) vorhanden und trägt zu der Erwärmung des Erdbodens bei. Zur Beantwortung meiner Frage hilft die „besonders gute Waermeleitfaehgigkeit der Luft“ eher nicht, auch wenn diese einen Teil der Energie aus der Atmosphäre ebenso auf den Boden überträgt.
Tut sie nicht. In der Bilanz verhindert die Strahlung die Auskuehlung aber waermt nicht.
Verstehen sie den Unterschied?
Mag sein, dass ich den Unterschied, den Sie machen, nicht sehe: ob jetzt entweder die IR-aktiven Materialien die Erde und Atmosphäre nicht auf Temperaturen im Schnitt grob unter 0°C abkühlen und auf menschlich erträgliche Temperaturen halten oder auf die jetzige Temperatur im Gegensatz zu ohne den IR-akriven Materialien erwärmt, ist für mich das Gleiche wie das Selbe. Wenn ein Energieabfluss gehemmt wird, erhöht sich die innere Energie.
Herr Deutering.
der Waermefluss der durch Strahlung gehmmt ist, wird durch Konvektion und Latente Waerme und Waermeleitung wieder wett gemacht.
Wo erkennen sie da eine Erwaermung ausser einer theoretischen? Wie schon gesagt in der Realitaet muessen sie schon mit allen Uebertragungsarten arbeiten.
Verstehen sie das oder nicht?
Wie wird geschieht denn das „Wett machen“, wenn sich nicht die Temperatur erhöht? Sowohl die Konvektion als auch die latente Wärme braucht bei sonst gleichen Randbedingungen eine höhere Temperaturdifferenz um mehr Wärme zu transportieren..
Wenn ein Weg des Wärmetransports wegfällt, müssen die anderen mehr transportieren und für mehr Strom/Fluss braucht es eine höhere Potentialdifferenz.
Herr Deutering,
sie sagen:
Ja aber genau deshalb fuehrt doch die Moeglichkeit Waerme durch Strahlung zu uebertragen dazu, das die „Potentialdifferenz“ geringer sein kann. Und je besser sie den Waermetransport durch Strahlung machen desto kaelter kann die Oberflaeche sein.
Oder fragen sie sich endlich mal, was passiert wenn die Atmosphaere eine super Waermeleitfaehigkeit haette.
… und ich zitiere mal zu den Eigenschaften eines Gaskörpers aus: Meyer, Schiffner; Technische Thermodynamik, VEB Fachbuchverlag Leipzig, Gasstrahlung, Wärmeübertragung durch Strahlung, Seite 262:
:Ende Zitat
ganz klar geht daraus hervor, dass mit Zunahme der Konzentration von strahlendem Gas bei constanter Temperatur der Energiestrom wächst.
Wie Herr Schulz korrekt ausführt steigt mit zunehmender Konzentration an strahlungsfähigem Gas die Fähigkeit Wärme zu übertragen.
Deswegen sind ja auch Thermosflaschen in deren Isolierschicht vakuumiert. Sie sollen möglichst wenig Wärme übertragen. Eine höhere Temperatur als die der Thermosflasche Inneres, bei beispielsweise heißem Tee, kann die Isolierschicht – bei gefüllt sein mit strahlungsfähigem Gas – nicht annehmen. Auch nicht wenn eine Strahlungsquelle gleicher Temperatur neben der Thermoskanne steht. Bei einer Strahlungsquelle höherer Temperatur nimmt die Temperatur der gefüllten Isolierschicht natürlich zu.
Es muss also die von ausserhalb der Thermoskanne kommende Strahlung eine höhere Temperatur haben um das innere der Thermoskanne über die gasgefüllte Isolierschicht zu erwärmen. Wobei dann das Innere der Thermoskanne die Isolierschicht nicht höher erwärmen kann als die Temperatur des Inneren eben ist. Eine höhere Temperatur kann nur von ausser halb der Thermoskanne in die Isolierschicht eingebracht werden. Dies wäre im Falle der Atmosphäre als Isolierschicht klar die Sonne. Für den stationären Zustand, also konstanter Temperaturstrahlung der Sonne gilt dann also, dass der Planet Erde (innerer Teil der Thermoskanne) eine konstante Temperatur annimmt. Für diesen stationären Zustand gilt dann aber auch, dass die Isolierschicht eine konstante Temperatur annimmt, die sich dann nicht mit der Konzentration an strahlungsfähigen Gasen ändert. Weil ja eben durch Strahlung die Temperatur des Systems eingeschwungen, also stationär ist. Lediglich eine Änderung der Temperatur des Inneren – wenn Sie denn vorkäme – könnte schneller ausgeglichen werden, weil der Transport von Wärme durch die leitfähigere Isolierschicht besser von statten ginge.
Füllt man eine Thermoskanne mit kaltem Wasser und bestrahlt diese, nimmt das kalte Wasser als Inneres der Thermoskanne als bald eine höhere Temperatur an, bis die Temperatur in einem stationären Zustand endet, der von der äußeren Strahlungsquelle bestimmt wird. Mit strahlungsfähigem Gas innerhalb der Isolierschicht geht das schneller von statten als bei weniger strahlungsfähigem Gas innerhalb der Isolierschicht.
Hat man eine leere Thermoskanne und bestrahlt diese mit wiederrum der selben äußeren Strahlungsquelle, nimmt die Isolierschicht die selbe Temperatur ein wie für den eingeschwungenen Zustand mit kaltem Wasser im Inneren der Thermoskanne.
Die Temperatur der Isolierschicht ist in beiden Fällen des eingeschwungenen Zustandes die selbe, egal wie hoch die Konzentration an strahlungsfähigen Gasen ist!
Klar sollte sein, dass die Isolierschicht die Atmosphäre der unseres Planeten Erde ist.
Sie können aber auch, Herr Deutering –
den Mond, mit seiner von der Sonne bestrahlten Fläche als einzelnes Gasteilchen betrachten.
Dieser wird von der Sonne angestrahlt, die Strahlungsenergie in innere Energie umgewandelt, also absorbiert um dann zu emittieren, also abzustrahlen. Es stellt sich, wie am Mond zu beobachten – eine Temperatur des Mondes ein, mit der er emittiert, mit der er also strahlt.
So, wie ein IR aktives Gasteilchen auch strahlt, wenn es denn von der Sonne angestrahlt wird.
… ein zweiter Mond neben dem ersten – also eine Zunahme der Konzentration erhöht die Temperatur der Abstrahlung nicht! lediglich die Menge der durch Strahlung transportieren Energie wird erhöht, ich sage mal für dieses Beispiel: verdoppelt.
Das Selbe gilt für die IR–Aktiven Gasteilchen, die in unserer Atmospähre umherschweben. Es ist kein anderer Motor als unsere Sonne vorhanden, welcher die innere Energie der IR–Aktiven Gasteilchen anhebt und zum Strahlen bringen kann.
Der Emissionsgrad ist dabei das Verhältnis von der gemessenen Intenstät gegenüber dem Spektrum des Schwarzen Strahler, innerhalb der Bande vom IR–aktiven Gas. Also die das Gasteilchen erwärmenden Strahlung gegenüber dessen dann abgestrahlten wert.
– Daraus lässt sich sogar die Dichte eines Energiefluss über die Anzahl der in einem m³ Luft befindlichen IR-Aktiven Gasteilchen berechnen.
Daher folgt, dass eine Zunhame der Konzentration an IR–Aktiven Gasteilchen vor allem Wasserdampf der Temperatur folgt.
Durch Verbrennug fossiler Brennstoffe eingebrachte IR–aktive Gase wie Kohlenstoffdioxid(CO2) und Wasserdampf H2O können die Temperatur er Atmosphäre nur durch die aus der Verbrennung kommende höhere innere Energie erhöhen. Berechnet habe ich dazu mal, dass es aus dieser Verbrennung einen Zeitraum von 9 Jahren dauern würde die Temperatur der Atmosphäre bis zur Tropopause um ein halbes Kelvin zu erhöhen, wenn die Atmosphäre sich nicht zum Weltraum hin abkühlt!
Für das Ausgasen von CO2 aus den Ozeanen gilt also, dass es dem Wirken der Temperaturstrahlung aus der Sonne folgt.
Der Sache einer höheren Konzentration von CO2 aus Verbrennungsgasen, also woher der Anstieg der Mauna–Loa Kurve kommen könnte bin ich noch nicht nachgegangen.
@Neulen, Holger:
Wenn es bei der Thermosflasche das Vakuum „nur“ wegen der Wärmestrahlung da wäre, wäre es sinnvoller ein nicht IR-Material, wie N2 einzubringen, um Implosionen zu vermeiden.
Es sollte auch klar sein, dass es sich unterschiedliche Wassertemperaturen einstellen, wenn man einen Tauchsieder auf niedrigster Stufe in eine Thermoskanne steckt, oder gleiches Experiment ohne Thermoskanne durchführt.. Das Problem mit Vergleichen mit Thermoskannen ist, dass die mittlere freie Weglänge von IR-Strahlung bis zur Absorption bei den CO2-Banden in der Atmosphäre im Bereich von 20…200m liegt. Da wird es mit kleinen Aufbauten schwierig und eine „Bestrahlung mit einer Strahlungsquelle“ wird eher die verspiegelte Wand erwärmen. Andererseits sollte bei dieser mittleren freien Weglänge aber auch klar sein, dass auf den CO2 Banden keine direkte Strahlung vom Erdboden bei TOA ankommt.
Na, ein weiteres CO2-Molekül bzw. selbst weitere 400ppm erhöhen auch zunächst die „Temperatur der Abstrahlung“ nicht. Aber 400ppm im Vergleich zu 0ppm re-emittieren defintiv mehr Strahlung zum Erdboden – was dessen innere Energie erhöht, was dessen Temperatur erhöht, was zu mehr Abstrahlung vom Boden führt, was zu mehr Absorption in der Atmosphäre führt.
Es ist offensichtlich, dass bei Vollmond die Nacht heller erscheint als bei Neumond. Ebenso sollte klar sein, dass in einer Nacht mit fiktiven zwei Vollmonden noch mehr Strahlung auf der Erde landet als nur mit einem Mond.
Die Menschheit verbrennt im Jahr etwa 6 Billionen Liter Öl und 8 Billionen kg Kohle, was zu rund 30 Billionen kg CO2 führt. Nach den Angaben der Messungen von Mauna Loa steigt das CO2 in der Atmosphäre jährlich um etwa 10 Billionen kg. Das sind grobe Daumenwerte und es gibt natürlich auch CO2-Senken. Die Emissionen aus der Verbrennung pro Jahr liegen aber recht „zufällig“ in dem Bereich, in dem auch der CO2 Anstieg liegt..
Es geht ja doch um Wärmeübertragung durch Strahlung während der gesamten Diskussion.
Für Übertragung durch Strahlung gilt das was ich zu Thermoskanne und Mond beschrieben habe.
Was bringen Sie nun also die Aspekte von Konvektion und Wärmeleitung ins Spiel?
Mit Stickstoff im Isolierbereich der Thermoskanne wird die Fähigkeit zu Isolieren eben auch herabgesetzt, wie es mit IR-aktivem Gas auch der Fall ist.
Jedoch ist die Zeit der entscheidende Faktor, also die Zeit bis zum Erreichen des eingeschwungenen Zustandes. Also bis zu dem Zeitpunkt wann eine Änderung der Temperatur nicht mehr stattfindet, also man spricht dann auch von stationärer Wärmeübertragung.
…
Zu Ihren Vorstellungen vom Mond und dessen Temeratur der Strahlung. Die Temperatur, ändert sich nicht! so wie sich die Temperatur bei Verwenden von zwei Glühbirnen gleichen Typs auch nicht ändert.
Jede Glühbirne erreicht nach dem Einschalten ein und dieselbe Endtemperatur, also stationäre Temperatur, bei der sie Licht abgibt. Diese Temperaturen addieren sich aber nicht! Auch, wenn die Glühbirnen ganz nahe beieinander angeordnet werden.
Mit dem Verwenden von zwei Glühbirnen gegenüber einer verdoppelt sich aber der Verbrauch von Elektrizität und die Ausleuchtung des Raumes wird verbessert.
Wenn Sie das nicht nachvollziehen können, müssen Sie es eben lernen um die Zusammenhänge von Strahlung und der dadurch vorkommenden Temperaturen zu versteh’n!
Denn ebengenau ist es dasselbe mit der Temperatur von IR-aktiven Gasen aus deren Bestrahlung mit einer Strahlenquelle konstanter Strahlstärke.
Die Thermoskanne haben Sie ins Spiel gebracht und dort ist das Vakuum nicht zur Verringerung der Wärmestrahlung da.
Der entscheidende Faktor ist, ob es sich um ein geschlossenes oder ein abgeschlossenes System handelt. Ansonsten würde ja auch eine einzelne Kerze zum Aufheizen eines Raumes ausreichen, bzw. die Temperatur 2m vor dem Sonnwendfeuer genauso hoch sein wie 2m vor einer Kerze.
Auf dem Mond herrschen bei Vollmond etwa 120°C (1367 W/m²). Der Mond deckt einen Raumwinkel von grob 0.0005 sr ab. Das heißt bei einem einzelnen Mond senden etwa 99.999% der Himmelshalbkugel keine Strahlung an die Erde sondern dienen als Wärmesenke. Folgende Annahmen ermöglichen ein vereinfachtes Modell; das Konzept lässt sich aber auf realistischere Ansätze übertragen:
Vom Mond erhält die Erde etwa 0.01 W/m² an Strahlung auf der Nachtseite. Damit die Erde den gleichen Wärmefluss wieder abstrahlt (=Fließgleichgewicht), erwärmt diese sich auf eine Temperatur von – 253°C. Zwei Monde verdoppeln den ankommenden Wärmefluss, die Erde im Fließgleichgewicht erwärmt sich auf – 249°C. Die Temperaturerhöhung um 4°C ist logischerweise nicht direkt auf die Situation bei reellen Temperaturen übertragbar (eingependeltes System mit Erdrotation und zusätzlicher Wärmestrahlung von der Sonne auf Tagseite). Andererseits sind die Formeln alle monoton und stetig. Damit ergibt sich auch eine Temperaturerhöhung bei reellen Temperaturen..
Man kann das Ganze auch einfach ins Extreme ziehen: wenn ein zweiter Mond überhaupt keinen Unterschied macht, dann macht es ein Dritter, Vierter, Zehnter, Hundertster etc. auch nicht. D.h. statt eines Mondes mit 120°C der nur 0.0001% abdeckt, betrachtet man eine Dysonsphäre deren Radius durch die der Position des Vollmonds gegeben ist. Dann ist das System durch die Dysonsphäre nicht nur geschlossen, sondern abgeschlossen. Es stellt sich kein Fließgleichgewicht, sondern ein statisches Gleichgewicht ein, bei dem die Temperatur auf der Nachtseite auf 120°C ansteigt.
ch weiß nicht, warum mir das hier schon häufiger unterstellt, aber bisher nie nachgewiesen wurde. Liegt vielleicht daran, daß ich das nirgendwo schreibe und auch nicht davon ausgehe.. Und natürlich erwärmen sich zwei Glühbirnen gegenseitig, wenn sie sich anstrahlen. Sind einzelne Photonen mal emittiert, kennen sie keine „Temperatur des Emitters“ mehr, ebensowenig kennen die Photonen bei der Absorption die Temperatur des Absorbers, sondern nur besetzte und unbesetzte Zustände. Netterweise sind die Filamente von Glühbirnen PTCs, d.h. sie begrenzen den elektrischen Strom mit steigender Temperatur. Der Effekt der gegenseitigen Erwärmung findet sogar bei einem einzelnen Filament zwischen den Wicklungen statt (light recycling).
Na, dafür sind wir wohl alle da..
@stefan strasser
Zitat: Es geht mir um die wichtige Frage, was passiert, wenn unterschiedlich starke Strahlungsenergien gleichzeitig auf einen Absorber treffen?
Warum nicht eine einfache Konstruktion? Das „finstere Kühlhaus“ mit den Würfel hat sehr viele Flächen, die betrachtet werden müssen. Das geht natülich auch, aber ist sehr komplex.
Einfacher ist die folgende Aufgabe/Betrachtung.
Gegeben: Hohlzylinder mit der Höhe h = 25 cm und einem Innenradius von r = 10 cm mit 2 Deckflächen des gleichen Radius, die thermisch voneinander und nach außen isoliert sind und ein Vakuum enthält, es findet nur Energieaustausch durch Strahlung im Inneren statt.
Gesucht: Die Temperatur T1 der inneren Deckfläche 1 bei der gegebenen Temperatur der inneren Mantelfläche von T3 = 400 K und der inneren Deckfläche 2 von T2 = 300 K. Dabei sollen die Flächen als schwarze Strahler/Körper behandelt werden.
Oder wer keine gekrümmte Flächen mag, kann folgende Aufgabe/Betrachtung wählen.
Gegeben: Ein unendlich-langer hohler gleichseitiger Dreikant, die 3 Flächen sind thermisch voneinander und nach außen isoliert und der Hohlraum ist ein Vakuum, es findet nur Energieaustausch durch Strahlung im Inneren statt.
Gesucht: Die Temperatur T1 der inneren Fläche 1 bei der gegebenen Temperatur der inneren Fläche 3 von T3 = 400 K und der inneren Fläche 2 von T2 = 300 K. Dabei sollen die Flächen als schwarze Strahler/Körper behandelt werden.
Mfg, Wener Holtz
Herr Holtz, interessante Aufgaben, aber auf dieses einzig bei Strassers Experiment interessante Problem der Strahlungsausbreitung und der resultierenden Gleichgewichtstemperatur einer „schräg“ durch Strahlung erwärmten Fläche, ist Herr Strasser noch gar nicht vorgedrungen.
Übrigens, vieleicht wissen Sie es: wenn man einen Zylinder von seiner senkrechten (unendlich ausgedehnten) Schnittebene aus bestrahlt und nach 1/r2 die resultierende Bestrahlungsdichte in einem beliebigen Punkt z des Zylindermantels oberhalb der Ebene berechnen will, so bekommt man mit geometrischer Optik ein log-divergierendes Ergebnis, wenn man über die Ebene bis unendlich integriert (analog zum Problem des elektrischen Feldes eines unendlich langen geladenen Drahtes).
Wissen Sie, wie das Dilemma zu lösen ist?
Das sind einfache akademische Beispiele. Findet man fast in jedem Lehrbuch zur Strahlung.
Zur Lösung der Aufgaben/Betrachtung.
++ Für die Sichtfaktoren der Flächen vom zylindrischen Konstrukt des Strahlungsaustausches ergeben sich folgende Beziehungen:
Deckfläche 1: F11 + F12 + F13 = 1 ; A1 = π*r² = 314,15 cm²
Deckfläche 2: F21 + F22 + F23 = 1 ; A2 = π*r² = 314,15 cm²
Mantelfläche: F31 + F32 + F33 = 1 ; A3 = 2π*r*h = 1570,8 cm²
Die Deckfläche 1 und 2 sind eben, deshalb gilt: F11 = 0 und F22 = 0.
Zudem gelten die folgenden Reziprozitätsbeziehungen:
F12*A1 = F21*A2 -> F21 = F12*A1/A2
F13*A1 = F31*A3 -> F31 = F13*A1/A3
F23*A2 = F32*A3 -> F32 = F23*A2/A3
Für die Sichtfaktoren der Strahlungsaustausch-Flächen vom zylindrischen Konstrukt ergeben sich folgende Werte:
x = r1/h, y = r2/h, z = 1+(1+y²)/x² -> F12 = 1/2*{z – √[z²-4*(y/x)²]}
x = y = 10/25 = 0,4, z = 8,25 -> F12 = 0,123 und F13 = 1 – F12 = 0,877
F21 = 0,123; F31 = 0,175; F23 = 1 – F21 = 0,877; F32 = 0,175; F33 = 1 – F31 – F32 = 0,65
Deckfläche 1: F11 + F12 + F13 = 1 = 0 + 0,123 + 0,877
Deckfläche 2: F21 + F22 + F23 = 1 = 0,123 + 0 + 0,877
Mantelfläche: F31 + F32 + F33 = 1 = 0,175 + 0,175 + 0,65
Die Energiebilanz für den Strahlungsaustausch der Deckfläche 1 ist:
F12*A1*ε1*σ*T1^4 + F13*A1*ε1*σ*T1^4 = F21*A2*ε2*σ*T2^4 + F31*A3*ε3*σ*T3^4
Mit ε1 = ε2 = ε3 = 1 (schwarzer Strahler) erhält man:
A1*σ*T1^4 = F21*A2*σ*T2^4 + F31*A3*σ*T3^4
Daraus ergibt sich für die Temperatur T1 der Deckfläche 1:
T1 = [(F21*A2*T2^4 + F31*A3*T3^4)/A1]^0,25 = [(0,123*314,15*300^4 + 0,175*1570,8*400^4)/314,15]^0,25 = 391,1 K
Das Strahlungsfeld (Photonengas) im Inneren des Hohlkörpers würde eine Temperatur von TH = (0,143*T1^4 + 0,143*T2^4 + 0,714*T3^4)^0,25 = 388,5 K annehmen.
Die Energiestromdichte der einzelnen Flächen ergibt:
Deckfläche 1: j1 = 1326,6 J/(s*m²) = W/m²
Deckfläche 2: j2 = 459,3 J/(s*m²) = W/m²
Mantelfläche: j3 = 1451,5 J/(s*m²) = W/m²
++ Für den unendlich-langen hohlen gleichseitigen Dreikant ergeben sind nachfolgende Sichtfaktoren und für die Flächen gilt A1 = A2 = A3:
Fläche 1: F11 + F12 + F13 = 1 = 0 + 0,5 + 0,5
Fläche 2: F21 + F22 + F23 = 1 = 0,5 + 0 + 0,5
Fläche 3: F31 + F32 + F33 = 1 = 0,5 + 0,5 + 0
Die Energiebilanz für den Strahlungsaustausch der Fläche 1 ist:
F12*A1*ε1*σ*T1^4 + F13*A1*ε1*σ*T1^4 = F21*A2*ε2*σ*T2^4 + F31*A3*ε3*σ*T3^4
Damit ergibt sich für die Temperatur T1 der Fläche 1 mit ε1 = ε2 = ε3 = 1 (schwarzer Strahler):
T1 = (F21*T2^4 + F31*T3^4)^0,25 = (0,5*300^4 + 0,5*400^4)^0,25 = 360,3 K
Das Strahlungsfeld (Photonengas) im Inneren des Hohlkörpers würde eine Temperatur von TH = [1/3*(T1^4 + T2^4 + T3^4)]^0,25 = 360,3 K annehmen.
Die Energiestromdichte der einzelnen Flächen ergibt:
Fläche 1: j1 = 955,5 J/(s*m²) = W/m²
Fläche 2: j2 = 459,3 J/(s*m²) = W/m²
Fläche 3: j3 = 1451,5 J/(s*m²) = W/m²
++ Fazit
Daran erkennt man, das es von den wirksamen Flächen abhängt, welche Temperatur bzw. Energiestromdichte sich beim Empfänger/Absorber einstellt. Deshalb ist auch die Berechnung mit der Schattenfläche oder Projektionsfläche (= Kreisfläche) bei der Betrachtung der Erde falsch. Des weiteren ergibt sich daraus, das man bei der Betrachtung mit Winkelfunktionen immer die flächen-treue Betrachtung wählen muss, die winkel-treue Betrachtung ist falsch.
Also… Zu Ihrem konkreteren Aufbau, würden mit noch einige Parameter und Angaben fehlen. So wie ich es verstehe, ist der Aufbau so:
Die restlichen Flächen der Platten sind vernachlässigbar.
Die restlichen Flächen des Messabsorbers sind vernachlässigbar.
Die Versuchsdurchführung würde ich sogar noch einfacher ohne Messabsorber gestalten – zumindest um zunächst Ihr und mein Verständnis zu vergleichen. Im Folgenden 4 Versuche mit meinem Verständnis dazu.
Versuch 1: Es wird zunächst nur Platte 1 betrachtet. Diese ist heruntergekühlt auf -20 °C und nutzt keine Leistungszufuhr in das System, ist also im statischen Gleichgewicht mit dem umgebenen Raum. Über die Oberflächen (zweimal 1qm) werden von Platte 1 466 W abgestrahlt, d.h. 233 W pro Seite bzw. pro Quadratmeter. Diese Energie erhält die Platte 1 auch wieder zurück vom umgegebenen Raum, der bei -20 °C ebenfalls 233 W/qm abstrahlt. In Summe ergibt sich kein resultierender Wärmefluss.
Versuch 2: Es werden nur Platte 1 und Platte 2 betrachtet. Beide sind heruntergekühlt auf -20 °C und nutzen keine Leistungszufuhr in das System, beide sind also im statischen Gleichgewicht mit dem umgebenen Raum. Über die Oberflächen werden von Platte 1 wieder 233 W pro Seite bzw. pro Quadratmeter abgestrahlt. Gleiches geschieht bei Platte 2. Die äußeren Seiten der Platten sind im Gleichgewicht mit dem umgebenen Raum, d.h. sie tauschen jeweils die 233 W mit ihm aus. Zwischen den Platten strahlen 233 W von Platte 1 an Platte 2 und umgekehrt. Das heißt, über jede Fläche ergibt sich kein resultierender Wärmefluss.
Versuch 3: Es wird wieder nur Platte 1 betrachtet. Diese nutzt nun eine Leistungszufuhr in das System um einen resultierenden Wärmefluss zu erzeugen. Der resultierenden Wärmefluss Qp_1 ist im Fließgleichgewicht gerade so gestaltet, dass sich eine Temperatur von T_1 = 50 °C an der Oberfläche von Platte 1 ergibt. Es strahlen also nun 1’237 W Richtung umgebener Raum ab und 466 W kommen vom umgebenen Raum. Der resultierende Wärmefluss (und damit die benötigte Heizleistung) ist Qp_1 = 771 W.
Versuch 4: Es wird Platte 1 und Platte 2 betrachtet. Platte 1 nutzt wieder eine Leistungszufuhr in das System um einen resultierenden Wärmefluss zu erzeugen. Platte 2 wird nicht beheizt. Der resultierenden Wärmefluss Qp_2 ist im Fließgleichgewicht gerade so gestaltet, dass sich eine Temperatur von T_2 = 50 °C an der Oberfläche von Platte 1 ergibt.
Damit erhält aber auch die Platte 1 um 426 W – 233 W = 193 W mehr Wärmefluss von Platte 2.
Konsequenz: Hier wurden gleiche Temperaturen T_1 = T_2 = 50 °C an der Oberfläche von Platte 1 angenommen. Dann wird die notwendige Heizleistung Qd_2 um 193 W kleiner sein, als die Heizleistung Qp_1= 771 W ohne Platte 2. Salopp gesagt, weil auf der einen Seite der Platte 1 (der zur Platte 2 zugewandten Seite) „die Abstrahlung etwas gehemmt ist“. Alternativ hätte man auch die gleiche Heizleistung Qp_1 = Qp_2 annehmen können. Dann stellt sich eine höhere Temperatur (ca. 65 °C) an der Platte 1 ein.
Passt das auch Ihrem Verständnis nach? Ich befürchte, dass Sie mindestens beim „noch extremeren“ Beispiel den aufgrund der eigenen Temperatur emittierten Wärmefluss und resultierenden Wärmefluss durcheinandergebracht haben. Nur der aufgrund der eigenen Temperatur emittierte Wärmefluss ist (unter oben genannten Angaben zum Aufbau) mit dem Stefan-Boltzmann-Gesetz P=Qp=rho*A*T^4 direkt berechenbar. Für den resultierenden Wärmefluss ist das Gesetz (jenseits der Abstrahlung zu 0K) nicht anwendbar – sonst bekäme ja auch im Gleichgewicht bei 20°C ohne Wärmefluss jeder der Körper T=0K.
Joerg Deutering am 18. Juni 2022 um 1:32
Was Sie dort korrekt beschreiben ist die Funktionsweise eines Strahlungsschildes (Platte 2) wie er in der Kryotechnik oder Raumfahrt Verwendung findet. Die Platte 1 verliert bei gleicher Temperatur weniger Energie durch ihre thermische Abstrahlung bei Vorhandensein von Platte 2 als vorher allein im kalten Raum. Damit wirkt Platte 2 als Strahlungsschild. Der Trick (!) dabei ist die „unerzwungene“ Temperatureinstellung von Platte 2 (die ergibt sich nicht durch externe Regelung, sondern aus der Gleichgewichtsenergiebilanz der Platte 2).
Wissenschafts-Konsens? Den hatten wir doch schon einmal damals «100 deutsche Wissenschafter gegen Einstein» oder in den Worten Salomon: «Es gibt nichts Neues unter der Sonne».
stefan strasser am 13. Juni 2022 um 14:13
Die Antwort ist klar, wenn Sie die Frage klar stellen würden. Aber eigentlich erwarte ich, dass es jeder inzwischen weiß.
Wo werden denn die angegebenen Strahlungsleistungsdichten gemessen?
Sind die 400 W/m² bzw. 300 W/m² die Strahlungsleistungsdichten der Ausstrahlung der beiden Strahlern,
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Spezifische_Ausstrahlung
Oder sind die 400 W/m² bzw. 300 W/m² die Strahlungsleistungsdichten, sie an einer Empfängerfläche von den beiden Strahlern auftreffen?
Für den letzeren Fall ist die gesamte am Empfänger auftreffende Strahlungsleistung selbstverständlich die Summe, denn Energue ist asditiv und kann nicht verschwinden.
Im ersten Fall müssen Sie die Strahlenausbreitung (1/r²) und Abstrahlungscharakteristik (diffus, Lambertstrahler, o.ä.) berücksichtigen.
Im Falle der Erdkugel mit einer dünnen Atmosphäre ist es global wieder einfach
@ Heinemann
Es ist theoretisch vollkommen egal, wo gemessen wird!
Sie haben natürlich recht, daß die meisten Srahlungen sich von jedem strahlenden Punkt räumlich verteilen, also diffus wirken. Aber egal in welchem Abstand sie einen Absorber positionieren, das Verhältnis der betrachteten Strahlungen wird identisch bleiben. Natürlich nimmt die Stärke diffuser Strahlung je Abstrahlungspunkt mit 1/r² ab. Also muß man in einer Entfernung messen, wo die Signale noch klar identifizierbar sind und sich von allgemeiner Umgebungsstrahlung noch klar abheben, also rel. nahe.
„Für den letzeren Fall ist die gesamte am Empfänger auftreffende Strahlungsleistung selbstverständlich die Summe, denn Energue ist asditiv und kann nicht verschwinden.“
Der 1. HS befiehlt nicht, Energien zu addieren! Weil separate Energieen können separat existieren, ohne daß irgend ein Gesetz verletzt würde. Das ist der Normalfall, der überall zu beobachten ist. Es kann nur keine dieser Energien von selbst größer oder kleiner werden oder gar verschwinden. Nur Umformung ist möglich. Wenn alle Energien, die es in einem System gibt, sich von selbst zu einer einzigen addieren würden, wäre das Chaos perfekt!
stefan strasser am 15. Juni 2022 um 9:21
Die Addierbarkeit ist über die Definition der Energie gegeben. D.h. die Gesamtenergie in einem Raumgebiet (hier ein Volumen hinter der Empfängerfläche) ergibt sich als Summe aller dort einfließenden Energien unabhängig von ihrer Energieform. Der 1. HS gibt an, dass diese Gesamtenergie zeitlich erhalten bleibt.
Sicher, das widerspricht dem nicht. Die Gesamtenergie eines Systems kann freilich durch verschiedene Energieformen realisiert sein. Beispiel schwingende Feder: dort setzt sich die mechanische Gesamtenergie aus kinetischer und potentieller Energie zusammen, die Anteile dieser beiden Energieformen wechseln periodisch, ihre Summe bleibt aber konstant.
Aber bei der Betrachtung von Leistungsdichten schon. Denn zwischen Sender und Empfänger bleibt ja bei stationären Verhältnissen nur die Strahlungsleistung P um eine konzentrische Sphäre um den Sender konstant. Die Strahlungsleistungsdichte E nimmt mit dem Abstand r vom Empfänger gemäß E = P/(4 pi r²) ab.
Also nochmal: wo sind Ihre E = 400 bzw. 300 W/m² angegeben? Auf der Empfängerfläche (Addierbarkeit wegen räumlicher Übereinstimmumg gegeben) oder irgendwo zwischen Sender und Empfänger (Umrechung von E an den Ort des Empfängers notwendig)?
Der Rest von Ihrem Geschreibe liefert nichts Substantielles, oder können Sie sich mit Ihren Antworten Ihre Frage etwa nun quantitativ beantworten? Offensichtlich nicht, denn würden Sie ja eine Zahl selber liefern.
Eigentlich gehört es nicht in diesen Strang, aber ich antworte, weil es eben hier aufgegriffen wurde:
Es geht mir um die wichtige Frage, was passiert, wenn unterschiedlich starke Strahlungsenergien gleichzeitig auf einen Absorber treffen?
In meiner Vorstellung ist das über den 2. HS analysierbar. Man kann in einem theoretischen Modell zunächst jede dieser Energien für sich betrachten. Theoretisches Modell bedeutet, alle in Wirklichkeit vorhandenen „Umgebungsstrahlungen“ seien wirkungsmäßig weit unterhalb der betrachteten Überlegungen (z. B. finsteres Kühlhaus) und alles findet im Vakuum statt, um thermodynamische Vorgänge zu verhindern.
Dann bewirkt eine Bestrahlung mit einer gewissen Leistung über eine gewisse Zeit einen Energietransfer zum Absorber, der zu einer Erwärmung, also zu einer Übertragung von Energie führt. Ergebnis im stationären Fall ist ein thermisches Gleichgewicht, wenn jene Temperatur T1 erreicht ist, wo die Eigenenergieabgabe des Absorbers gleich der Energiezufuhr ist. Dann mache ich einen zweiten Versuch, in dem ich die zugeführte Energie verdopple. Das wird im Absorber zu einer höheren Gleichgewichtstemperatur T2 führen.
Lasse ich jetzt beide Energien von sehr eng benachbarten separaten Strahlern gleichzeitig wirken, wird zumindest T2 erreicht, das dürfte unzweifelhaft sein. Die geringere Energie würde aber für sich nur T1 ermöglichen, die aber geringer als T2 ist. Wieso sollte dann also eine neue Endtemperatur T3 erreicht werden, die höher als T2 ist. Nach dem 2. HS fließt Wärmeenergie von Warm nach Kalt. Weil es aber der selbe Absorber ist, müßte, um wärmer zu werden, aus dem Energieanteil, der für sich nur zu T1 führt, hier Wärmeenergie von Kalt zu Warm fließen, um noch wärmer zu werden als T2, und das läßt eben der 2. HS nicht zu. Es wirken also beide Energien, nur wird die eine von der anderen vollkommen überdeckt. Das heißt aber nicht, daß diese Strahlungsenergie, die ja weiter zugestrahlt wird, deswegen weg ist.
Das ist ungefähr so, als würde man nächtliche Straßenbeleuchtung tagsüber brennen lassen. Sie würde durch das Sonnenlicht aber vollkommen überdeckt. Die ersten Schatten so einer Beleuchtung könnte man erst erkennen, wenn die Sonne untergeht, ab dem Zeitpunkt, wo diese Straßenbeleuchtung dann stärker beleuchtet als die Sonne.
Mit „unterschiedlich starke Strahlungsenergien“ meinen Sie die beiden Energiemengen S1 und S2, die wie jede Energie in Joule angegeben werden. Z.B. S1 = 1000 Joule und S2 = 2000 Joule.
Die einzig hier offene Frage ist, wieviel davon vom Absorber jeweils absorbiert werden. Ist der Absorber ein Schwarzer Strahler, so sind es stets 100%. In dem Fall gewinnt der Absorber durch die Absorption die Energie S1+S2 = 3000 Joule.
Nein, denn weder Temperatur noch Wärmeübergang sind bekannt. Ihre Frage ist mit dem 1. HS zu beantworten. Wenn Sie den 2. HS anwenden wollen, so müssen Sie nach der Entropieänderung des Systems zusammen mit den Rest des Universums aufgrund des Absorptionsvorgangs fragen. Also, ob der mit einer Entropieerniedrigung des gesamten Universums verbunden wäre. Zur Beantwortung müssen Sie allerdings das System und die Strahlungsquelle thermodynamisch erstmal spezifizieren, was hier nicht das Fall ist.
Umgesetzt aus der Metaebene in die Wirklichkeit, komme ich auf mein bereits öfter gebrachtes – hier abgewandeltes – Eiswürfelbeispiel zurück.
Der im „theoretischen Modell“ geschilderte Versuch wäre in der Wirklichkeit z. B. ein würfelförmiger schwarzer metallischer pt100 Meßabsorber mit 1 cm Kantenlänge, der von einer Seite in geringem Abstand von z. B. 1 mm zentral von einer auf +50°C (323 K) geregelten 1 m² Heizplatte angestrahlt wird und gegenüber im selben geringen Abstand von einer gleich großen auf -5°C (268 K) geregelten Kühlplatte. Durch die geringen Abstände kann man annehmen, daß die Wärmeenergieübertragung durch Strahlung nahezu 100% beträgt und man daher näherungsweise direkt mit Stefan Boltzmann rechnen kann.
Dann mache man folgende Versuche z. B. in einem Kühlraum mit ca. -20°C Wandtemperatur und vor jedem Versuch initial genug abgekühltem Meßaufbau:
Erstens: nur der Heizkörper mit +50°C strahlt den Meßabsorber an, welche Temperatur erreicht er?
Zweitens: nur die -5°C Kühlplatte strahlt den Meßabsorber an, welche Temperatur erreicht er?
Drittens: beide Strahler, +50°C und -5°C strahlen gleichzeitig den Meßabsorber an, welche Temperatur erreicht er?
Weil die Strahlungserwärmung trotz geringem Abstand vermutlich nicht zu 100% auf die volle Abstrahltemperatur erfolgt, wird der Meßabsorber im Fall eins und zwei eine Spur weniger warm werden als angestrahlt. Die Frage ist nun, welche Temperatur erreicht er, wenn beide Strahler strahlen?
Rechnet man überschlagsmäßig eben mit Stefan Boltzmann, ergeben +50°C eine erwärmende Abstrahlleistung von 617 W/m² und -5°C ergeben 292 W/m². Eine Addition würde also 909 W/m² ergeben, was wiederum nach umgedrehtem Stefan-Boltzmann idealisiert eine Temperatur von ca. +83°C ergäbe. Theoretisch sogar noch mehr, weil auch die -20°C Wände aus vier freien Richtungen geringfügig entsprechend Abstand (1/r²) zustrahlen.
Was meinen nun die schlauen Additionsverfechter? Werden annähernd +83°C am Meßabsorber erreicht?
stefan strasser am 15. Juni 2022 um 20:29
Ihre Überschlagsrechnung ist falsch. Die angegebenen Energieflüsse sind die, die bei den Emittenten weggehen, aber nicht die, die am Absorber ankommen. Am Absorber kommen Energieflüsse aus dem Halbraum über dem Absorber an, also zum Teil von den Wänden, zum Teil von dem 50°C warmen Körper und zum Teil von dem -5°C warmen Körper. Was genau ankommt, müssen Sie erst mal ausrechnen. Wenn z.B. die Wände und die beiden Körper jeweils ein Drittel der Fläche des Halbraumes einnehmen würden (und wir die Entfernung vernachlässigen), dann hätte Sie nur eine Einstrahlung von (233+293+628)/3 = 385 was etwa 14,5°C entsprechen würde …
Und Ihr Experiment gibt es mit leicht anderen Parametern bereits: „Experiment Results Show a Cool Object Can Make a Warm Object Warmer Still“. Dort wird die Temperatur eines Teils des Halbraumes über (in diesem Falle räumlich unter) dem Absorber verändert (von kalt auf weniger kalt und zurück) und der Absorber reagiert auf diese Änderung der Temparatur und damit der Einstrahlung, obwohl der Körper in beiden Fällen eine geringere Temperatur hat, als der Absorber …
#291461
Herr Mueller,
man sieht sehr schoen, das sie noch nie eine thermodynamische Aufgabe gerechnet haben.
Um die Waermemenge in der Strahlung zu berechnen brauchen sie die Wirkflaeche und die Zeit.
Und um die uebertragenene Waerme zu berechnen, brauchen sie diese fuer beide Koerper. Dann brauchen sie die Masse der Koerper, die Thermodynamischen Eigenschaften und die Anfangstemperatur. Dann koennen sie vielleicht eine Aussage ueber die Endtemperatur machen. Aber nur wenn sie ihre Randbedingungen ordentlich angeben und kennen.
Was sie hier schreiben ist unterirdisch!
Werner Schulz am 16. Juni 2022 um 14:38
Diese Aussage von jemandem, der hier noch nie was nachrechenbares präsentiert hat … Ich bin schwer getroffen …
Müller
Natürlich spielt im geschilderten Aufbau auch die Wärmeleitung der Luft eine gewisse Rolle. Sie ist meiner Meinung nach aber nicht ergebnisverfälschend.
Wenn man sie aber eliminieren möchte, kann man den ganzen Aufbau auch in einer evakuierbaren Box montieren und alles im Vakuum testen. Und wenn man will, kann man auch noch den Abstand von 1 mm zwischen Strahler und Absorber auf 0,1 mm oder noch weniger verringern, damit der jeweils abgegebene und empfangene Strahlungsfluß so gut wie identisch ist.
Heinemann
In der beschriebenen Form wäre die initiale Ausgangstemperatur aller beteiligten Elemente durch die -20°C (Wände + Boden + Decke) z. B. -20°C. Aber sie können den Versuch bereits starten, wenn der pt100-Absorber eine Temperatur von weniger als -5°C meldet. Und die Temperaturen der Heizelemente (+50°C und -5°C) sind geregelt und konstant, so lange, bis der Meßabsorber seine eingeschwungene Endtemperatur erreicht hat! Danach kühlt alles wieder aus, bis zum nächsten Versuch.
Interessant wäre natürlich auch noch, nach welcher Rechnung Sie ihre Ergebnisse (-4, -17, -2°C) ermitteln?! Glauben Sie tatsächlich, daß ein kleiner 1 cm³ Meßwürfel, der 1 mm neben einer +50°C warmen 1 m² Platte mittig montiert ist, gerade einmal -4°C erreicht?
stefan strasser am 16. Juni 2022 um 18:14
In meiner Anmerkung ging es nicht um Wärmeleitung, sondern um die Bestimmung der Energieflüsse auf die Seiten des Würfels.
Sie dürfen nicht vergessen, dass der Würfel auf der einen Seite gewärmt und auf der anderen Seite gekühlt wird. Die Temperatur stellt sich als Summe aller Energieströme ein (IMHO im Physikunterricht eindrucksvoll demonstriert beim Versuch, Wasser in einer Papiertüte (Zeitungspapier zum Trichter geformt) mit dem Bunsenbrenner zum Kochen zu bringen – die Papiertüte erreicht „nie“ den Flammpunkt, obwohl der Bunsenbrenner heiss genug ist …)
Herr Heinemann hat mit einer kleineren Fläche der warmen Platte gerechnet, … Ich komme da auf das gleiche Ergbnis wie er. Da es aber hilfreich wäre, wenn Sie selber mal versuchen würden, das auszurechnen, habe ich die Berechnung wieder gelöscht. (Bei der 1m² Platte kam ich für den ersten Fall überschlagsweise auf 22°C …)
#291555
PS: Ich habe die URL vergessen, das ist „Experiment Results Show a Cool Object Can Make a Warm Object Warmer Still„.
#291462
Ihre Leistungsbilanz ist geometrisch unvollständig.
Fangen Sie mal ohne die Strahler mit +50 °C bzw. -5°C an und klären: welche Temperatur erreicht Ihr Pt100 Würfel im -20 °C Kühlraum dann und warum?
Nach meiner Rechnung (vereinfacht Würfel als schwarzer Körper, was für Eis bei den Temperaturen gut stimmt und Sie ja auch annehmen) erwärmt sich der Würfel bei Ihren Experimenten auf
1. -4°C,
2. -17°C,
3. -2°C.
Rechnen Sie es nach, Sie wissen ja, ein Würfel hat 6 Seiten.
stefan strasser am 16. Juni 2022 um 18:14
Richtig. Und warum, wissen Sie es auch? Sollten Sie. Es liegt natürlich daran, dass (Sie haben Ihren Gedankengang ja ohne Wärmeleitung und -strömung angelegt), dass der Würfel ohne die beiden Heizplatten mit dem Kühlraum im thermischen (Strahlungs)gleichgewicht bei -20°C steht.
Nein, lassen wir die Bedingungen nicht verwässern. Der Ausgangszustand der Experimente ist jeweils das thermische (Strahlungs)gleichgewicht bei -20°C, wenn also der Würfel genauso kalt ist wie seine Umgebung.
Ok, den 1 m² habe ich nicht „ernstgenommen“, ich ging von 1 cm² für die Heizplattengröße aus. Machen Sie das auch, denn sonst wird die Rechnung aufwendig, denn Sie müßten die 1/r² – Strahlungsausbreitung von der seitlich überragenden Platte auf die Seitenflächen des Würfels senkrecht dazu und die Abschirmung der Kühlraumstrahlung dadurch berücksichtigen.
Also, bekommen Sie die Rechnung mit diesen Vorgaben hin?
Die Berücksichtigung der Strahlung von den seitlich überragenden 1 m² Heizplatten oben und unten ist etwas schwierig. Nimmt man einfach an, dass z.B. 1/3 der senkrecht von den Platten emittierten Strahlungsleistungsdichte im rechten Winkel dazu seitlich auftrifft und absorbiert wird, so ergeben sich für die drei Versuche folgende Strahlungstemperaturen im 1 cm² Würfel im thermischen Gleichgewicht
1. +5,1°C,
2. -15,6°C,
3. +8,5°C.
Sie müssen ergänzen:
„stationären Fall ist ein thermisches Gleichgewicht, wenn jene Temperatur T1 erreicht ist, wo die Eigenenergieabgabe des Absorbers gleich der Energiezufuhr pro Zeiteinheit ist.“
Was gleichbedeutend mit Leistungsabgabe des Absorbers gleich der Leistungszufuhr ist.
Wenn die spezifische Wärmekapazität des Absorbers konstant ist, ja.
Das ist natürlich äquivalent mit einem einzigen Strahler, der die Summe beider Energien liefert, also das dreifache (1+2×1) von Experiment 1. Damit wird die resultierende Temperatur natürlich noch höher ausfallen als T1 und T2.
Ihre Text zum Ausgang Ihres 3. Experiments ist hingegen wirr. Dabei ist es doch logisch klar, was herauskommt, wenn Sie die Summe der Energien nehmen.
Dass Sie die Strassenlaterne im Sonnenschein nicht so hell wie bei Dunkelheit wahrnehmen liegt doch nicht an der Physik, sondern an der Wahrnehmung des Auges. Die Stäbchen reagieren weniger.
Heinemann
„… pro Zeiteinheit …“
Sie stehen offenbar auf Kriegsfuß mit physikalischen Einheiten. Energie enthält bereits eine Zeitkomponente. Wenn sie die wieder herauskürzen, bleibt Leistung ohne zeitliche Komponente über. Mit Leistung ohne zeitlicher Komponente können Sie aber keine Energiebilanz = termisches Gleichgewicht bestimmen, weil Energie dann eben nicht mehr vorkommt!
Stellen Sie sich nur blöd oder …
stefan strasser am 16. Juni 2022 um 9:15
Na na, Sie schrieben „stationär“, damit setzen Sie gemäß der derselben Begriffsdefinition voraus, dass die Energiemenge im Körper sich in der Zukunft nicht ändert. Da aber naturgemäß jeder Körper mit einer Temperatur über 0 K Energie abstrahlt und damit verliert, muß dieser Energieverlust durch eine gleichgroße Energiezufuhr ausgeglichen werden, und zwar nach gemachter Voraussetzung stets.
Die Natur macht Ihnen nicht den Gefallen, dass ein Körper seine Temperatur auf ewig beibehält, wenn er nur mal irgendwann durch Energiezufuhr erwärmt wurde. Diese Vorstellung können Sie sich abschmicken.
PS: beziehen Sie sich auf die Zeiteinheit in der Dimension der Energie? Da kommt auch Masse und Länge vor, daraus können Sie nichts ableiten, da diese auch in der Dimension anderer physikalischen Größen, z.B. der Kraft (mit anderen Potenzen) vorkommen. Hier ist wichtig, dass für die Energie ein Erhaltungssatz gilt, den es für die Kraft z.B. aber nicht gibt.
Thomas Heinemann am 16. Juni 2022 um 16:30
Für Herrn Strasser ist die Einheit der Energie Ws (Wattsekunde) – dort kommt ein s vor und damit eine Zeit. Dass die Einheit der Energie eigentlich Joule ist und keinen Zeitbezug hat, interessiert ihn nicht. Auch das Watt eigentlich
ist und nur dadurch 
gilt, überzeugt ihn nicht. Ihre Frage nach Masse und Länge wird ihn wohl auch eher verwirren, da er vermutlich nicht weiss, dass es auch eine Einheit der Energie mit diesen Größen gibt: 
Es gab da mal eine endlose Diskussion zu …
#291548
PS: Bei der letzten Formel ist mir eine URL reingerutscht, die könnte nicht oder falsch dargestellt werden und sollte wie folgt aussehen:
Die Sonneneinstrahlung erzeugt etwa 20’000…100’000 Lux (auf die Empfindlichkeit des menschlichen Auge bezogene Strahlungsleistung pro Fläche), eine Straßenbeleuchtung etwa 10..100 Lux. Die Überlagerung davon ist natürlich nicht wahrnehmbar vom reiner Sonneneinstrahlung zu unterscheiden.
Heinemann, Deutering
Ich habe nicht behauptet, Unterschiede mit den Augen wahrnehmen zu können!
Sie können gerne Meßgeräte verwenden! Sie werden bei hellem Sonnenschein keinen Unterschied der Beleuchtungsstärke an einer von beiden Quellen (Sonne und Straßenbeleuchtung) angestrahlten Fläche erkennen, wenn man tagsüber die Straßenbeleuchtung ein und ausschaltet. Wäre es nämlich so, müßte man bei Abdeckung der Straßenbeleuchtung entsprechende Schattenbildungen messen können.
Diese Aussage gilt unter der Annahme, daß das Spektrum der Straßenbeleuchtung voll innerhalb des Sonnenspektrums liegt.
Das rate ich Ihnen gerne, da Sie es mit der Theorie ja offensichtlich nicht so haben.
Aber nehmen Sie einen Belichtungsmesser der über den Messbereich auch genügend genau (1: 10000, siehe Herrn Deuterings Verhältnis von Sonne zu Laterne) und linear ist, nicht dass der bei Überlastungim Sonnenlicht fürs Laternenlicht blind wird, und Ihre Vorstellung eomöglich noch durch ein defektes Instrument scheinbar bestätigt wird.
Ich hab mal mit Photomultipliern bis nur spärliche 100 Photonen/sek messen müssen (mehr Quantenausbeute gab der Übergang nicht her). Diese wären durch das Streulicht der Deckenbeleuchtung ins Spektrometer schon durchgebrannt, also vorm Anschalten des Laborlichts mussten die Photomultiplier abgeschaltet werden.
Heinemann
Mit einem Belichtungsmesser müssen Sie eine Lichtmessung am beleuchteten Meßort machen, das ist jener Mode, bei dem der Meßsensor mit einer milchig weißen Kalotte überstülpt ist.
wie z. B. beim Sekonic 400097 Belichtungsmesser
Sie brauchen nicht mal zwei Strahler mit unterschiedlichen Strahlstaerken. Nehmen sie einfach drei Murmeln und ueberlegen sie warum keine sich an der anderen Erwaermen kann, wenn sie die gleichen Eigenschafte haben und die gleiche Temperatur.
Es sind immer zwei Murmeln, die einer gegenueberstehen.
Laut ihnen und der Klimaphysik kommt bei der einen Murmel das doppelte an Energie an, da es zwei gegeuberliegende Strahler/Murmeln gibt.
Demnach muss die gerade betrachtete Murmel waermer werden, weil die Einstrahlung verdoppelt ist?
Das glauben sie ja nicht selber!
… zu Ihren Murmeln.
3 Murmeln mit gleicher Temperatur liegen nebeneinander.
Wenn Sie eine Murmel wegnehmen, werden die anderen beiden kälter.
Das kann man messen und berechnen.
Das ist Physik.
Silke Kosch
Bitte?
Verzeihung, bitte um Erklaerung!
Ist das physikalisch koscher?
Fuer alle die Frau Koschs Beitrag lesen, und wissen wollen warum diese Aussage falsch ist.
Temperatur und Masse sind ueber den Energieinhalt verbunden.
Wenn ich drei Murmeln habe und alle haben die gleiche Temperatur, dann haben alle einen der Masse entsprechenden Energiegehalt.
Wenn ich eine Murmel wegnehme aendert sich nichts an den Temperaturen der anderen.
Warum nicht?
Weil wenn alle Murmeln die gleiche Temperatur haben es keinen Waermeaustausch gibt. Murmel A, B und C befinden sich im Gleichgewicht.
Wenn sie eine Murmel wegnehmen, stoeren sie das Gleichgewicht vielleicht durch den Prozess des Eingriffes, vielleicht benutzen sie eine Hand mit hoeherer Temperatur? Aber wenn man das ausser acht laesst, dann befinden sich auch die zwei verbliebenen Murmeln, bei gleicher Temperatur im Gleichgewicht. Es kommt keine Waerme hinzu und es geht keine weg. Warum ich das sage? Weil das eine Randbedingung ist, die meine Aussage richtig macht.
Gaebe es auch nur einen Hauch einer Atmsophaere, wuerden die Murmeln abkuehlen oder sich wie in der Klimaphysik angenommen erwaermen! Das ist hier die neue Frage!
Frau Kosch, was denken sie?
Die Erklärung ist simpel.
Körper strahlen.
Befinden sich 3 Körper in einem Dreieck nebeneinander, wird jeder Körper von 2 anderen Körpern angestrahlt. Nimmt man einen Körper weg, halbiert sich die Leistung, mit der die verbliebenen beiden Körper angestrahlt werden.
Folglich sinken deren Temperaturen.
Silke Kosch
PS.: Die beiden verbliebenen Körper werden auch dann kälter, wenn der entfernte Körper kälter ist, als sie selbst.
Silke, Sie haben wohl nie heiße Suppe gelöffelt (ältere mussten es, da es vor Jahrzehnte Big Macs nicht so gab)? Daher wissen Sie wohl nicht, wenn Sie aus der Mitte löffeln, verbrennen Sie sich die Zunge, am Rande aber nicht! Das Temperaturgefälle beträgt mindestens 10 Grad, wahrscheinlich viel mehr, verändert sich ständig, zeitlich so wie örtlich, wobei die Strahlung vernachlässigbar gering ist. Ohne Verständnis für die Energiebilanzen, die maßgeblich für Temperaturänderung sind, sind Ihre Strahlenbeispiele wertlose Spielereien!
Falsch Frau Kosch,
Es liegt nicht an einer halbierten Leistung.
Sie vergessen, das wir nichts ueber die Grenzbedingungen gesagt haben.
Im Beispiel geht das Verstaendnis der Waermeuebertragung und Strahlung. Die Murmeln sind alle gleich warm.
Keine Heizung und die Umgebungstemperatur ist einem statischen Systems entsprechend gleich dem der Murmeln.
Die Entnahme einer Murmel verringert zwar den Energieinhaltes des Systems aber nicht die Tempertur.
Aber nehmen wir ihre Annahme, welchen Anteil am Treibhauseffekt hat der Mond. Immerhin sind Erde und Mond zwei etwas groessere Murmeln.
Was mit zwei und drei Murmeln geht, muss auch mit einer und zwei gehen.
@Peter Georgiev, @Werner Schulz,
da Sie wieder auf dem besten Weg hin zu Beispielen sind, die Sie eh nicht verstehen …….. kann ich davon ausgehen, dass Sie als kleinsten gemeinsamen Nenner verstanden haben, dass die Temperatur eines Körper mit benachbarten Körpern höher ist, als ohne diese Körper?
Silke Kosch
Quatsch, die Temperatur ist gleich. Wenn es 20 Grad in der Umgebung sind, dann ist alles 20 Grad, egal ob eine oder 100 Murmeln. Und es ist eine Schätzung, da die Murmeln auf der Oberseite und der Unterseite Temperaturunterschiede aufweisen, und zweitens die Umgebungstemperatur schwankt, somit auch der Murmeln.
Probieren Sie es mit der Suppe!
@H. Peter Georgiev,
ihre Vorstellung von Physik, dass ein Körper die Temperatur der Umgebung annimmt, ist grundfalsch. Um schmerzhaft zu lernen, wie falsch Sie liegen, können Sie ja mal ein schwarzes Auto anfassen, welches 10 Stunden bei einer Lufttemperatur von 20°C in der Sonne gestanden hat.
Ich kann Ihnen erneut nur empfehlen, sich mit einfachen Beispielen zu beschäftigen. Lassen Sie Atmosphäre und alle anderen Sie verwirrenden Randerscheinungen weg, sondern betrachten nur 3 Kugeln im Raum mit einer bestimmten Temperatur und die Folge für diese Temperatur, wenn eine der Kugel weggenommen wird.
Silke Kosch
Frau Kosch,
wo kam jetzt die Sonne her?
Ein Teil der Physik, genannt Thermodynamik, der sich mit Temperaturen und Energiebilanzen beschäftigt, habe ich studiert und konnte Wärmetauscher entwerfen, dimensionieren, berechnen und konstruieren. Dabei kommen Strahlungsberechnungen oder gar Farbgebung nicht vor, da Energieaustausch durch Strahlung gegenüber den eigentlichen Wärmeprozesse vernachlässigbar gering ist und den Temperaturverlauf gar nicht beeinflusst.
Im Übrigen ist mein Auto schwarz, und wenn es bei 20 Grad im Schatten im Schatten steht, spürt man kein Temperaturunterschied zu Umgebung.
Sie verstehen nur die „moderne Physik“, also alles komplexe bei Temperaturberechnungen (was mir beim Studium eingeprügelt wurde) weglassen, und alles auf eine simple Strahlenformel zu reduzieren! Mit einem großen Anteil an Selbstbetrug, zum Beispiel ein Auto, dass bei z.B. 50 Grad in der Sonne, in der Sonne steht, mit der amtlichen Temperatur im Schatten von 20 Grad zu vergleichen!
Versuchen es Sie mal lieber mit der Suppe und erklären mir bitte mit Strahlenformeln, warum in der Mitte des Tellers diese deutlich heißer ist? Oder mal im Winter bei Minus 10 Grad ein Stück Holz und danach einen Metallpfeiler anzufassen. Das Metall scheint deutlich kälter zu sein, obwohl beides exakt minus 10 Grad ist, warum? Strahlt Metall mehr? Natürlich nicht, Wärmelehre ist für Sie ein Buch mit mehr als 7 Siegeln!
Zitat H. Georgiev „Ein Teil der Physik, genannt Thermodynamik, der sich mit Temperaturen und Energiebilanzen beschäftigt, habe ich studiert und konnte Wärmetauscher entwerfen, dimensionieren, berechnen und konstruieren. Dabei kommen Strahlungsberechnungen oder gar Farbgebung nicht vor … “
Das merkt man. Wenn es um Strahlung geht, haben Sie ein „Schwarzes Loch“ in Ihrer Wissens-Datenbank. Das ist nicht weiter schlimm, aber warum tun Sie alles dafür, dass das so bleibt. Dass fasst die komplette Energieübertragung im Weltall durch Strahlung erfolgt, ist Ihnen bewusst?
Silke Kosch
Alle Diskussionen drehen sich um Temperaturwerte. Nun im Weltraum, wo es nur Strahlung gibt, herrscht welche Temperatur? NULL Kelvin oder?
Und überall sonst, wo keine 0 K herrschen, sind diese Prozesse maßgeblich, die nichts mit Strahlung zu tun haben und dennoch berechnet werden können! Alle Maschinen, Heizungen und Kraftwerke werden thermodynamisch ohne Einfluß der Strahlung berechnet. Und sie funktionieren.
Ihre Beispiele funktionieren nur in Ihrer Fantasie.
„Das glauben sie ja nicht selber!“
Doch, glaubt er!
Zumindest behauptet er es.
Aber aus diesem Grund sind die AGWler ja auch nicht ernst zu nehmen.
Sie sagen, was sie sagen müssen um den Gehaltszettel nicht zu gefährden…
Sieht man sich die Klimageschichte der Erde seit dem Ende der letzten Eiszeit vor ca. 12.000 Jahren an, reiht sich die aktuelle Periode ohne signifikante oder außergewöhnliche Tendenzen in die Klimageschichte ein. Diese Geschichte zeigt, daß es nie langfristig wirksame Trends gab und daß das Auf und Ab der Temperaturniveaus in einer rel. breiten Bandbreite stattfand. Aktuelle Detailforschungen div. periodischer Vorgänge zeigen aber Zusammenhänge mit div. natürlichen Einflüssen. Siehe Vortrag z. B. von Dr. Valentina Zharkova auf der letzten EIKE-Konferenz.
Das schließt natürlich menschlichen Einfluß nicht aus, erfordert aber im Fall, daß es einen derartigen Einfluß gibt, daß es dafür klare und belegbare Beweise auf Basis der Physik gibt. Genau an diesen Beweisen mangelt es aber zu 100%. Selbst IPCC kann dazu keine gesicherten Aussagen machen. Siehe „Treatmant of Uncertainty“, wonach nichts als bewiesen sondern alles lediglich als Vermutung ausgewiesen wird. Bekanntestes Beispiel ist der Wert von ECS, für den es Studien zwischen überhaupt nicht bis ca. +8°C gibt. Schon diese Bandbreite schließt aus, daß man sagen könnte, das System im entferntesten verstanden zu haben. Und daß IPCC aus diesem Bereich nur jene Studien berücksichtigt, die zwischen 1,5 und 4,5°C liegen, ist keinerlei Beweis für irgendwas, es ist lediglich Ausdruck von Ideologie, aus welchen Motiven auch immer.
Ich finde Sie sollten zur Ihrer Behauptung „Mehr Lampen im Kronleuchter machen auch nicht heller“ promovieren. So mit prakischem Nachweis und Sensoren und so. Auf diesem Level sollten Sie erstmal anfangen. Und hier nach Gefühl und frei gusto ein physiklisches Gesetz nach dem anderen umkippen. Wie zB den Energieerhaltungssatz….
@ Krause
Sie verwechseln Beleuchtungsstärke mit flächiger Ausleuchtung!
Ich meine jenen physikalisch definierten Fall, daß Sie eine punktförmige Lichtquelle in einer definierten Entfernung zu einer empfangenden Fläche positionieren und dann eine zweite identische punktförmige Lichtquelle infinitesimal daneben positionieren und in beiden Fällen die Beleuchtungsstärke an der empfangenden Fläche messen.
Könnte man dort bei zwei Lichtquellen höhere Beleuchtungsstärke messen als bei einer, wäre das ein geniales neues Prinzip, extrem leuchtstarke Scheinwerfer einfach durch Bündelung von für sich genommen leuchtschwachen Einzelstrahlern zu konstruieren. Sie sollten sich das patentieren lassen.
Daß so etwas nicht möglich ist, ist auch eine indirekte Folge des 2. HS, weil man jeder Lichtleistung, die über die Zeit zu einer Energie wird, empfangsseitig auch Wärmeenergie zuordnen kann. Und Wärmeenergie kann von selbst immer nur von höherer Temperatur zur niederen fließen, sich aber nie aufaddieren, wenn sie aus verschiedenen Quellen stammt.
Oder glauben Sie etwa, ein Eiswürfel (geringe Wärmestrahlung) neben einem Heizkörper (starke Wärmestrahlung) erhöht die Heizleistung im absorbierenden System?
In Ihrem System verschwindet Energie dann einfach. Nix mit 2. HS….
Strasser: ‚… extrem leuchtstarke Scheinwerfer einfach durch Bündelung von für sich genommen leuchtschwachen Einzelstrahlern zu konstruieren. Sie sollten sich das patentieren lassen.“
Zum Patent gehört Neuheitswert, aber das Prinzip wird schon weithin angewandt, der Vorschlag ist also Unsinn. Im Gegensatz zur Beleuchtungsstärke gehört Strassers ‚flächige Ausleuchtung‘ nicht zu einer sinnvollen physikalischen Größe. Und die folgenden Aussagen zum 2. Hauptsatz zeugen von einem völligen Unverständnis dieses thermodynamischen Gesetztes. Besser der Kommentator beschränkt sich auf dein 1. Hauptsatz (Energieerhaltung), dann weiß er, dass sich Leistungen wie Energien addieren, und das natürlich linear.
@ Müller
„… aber das Prinzip wird schon weithin angewandt,…“
Wenn Sie Stadionbeleuchtungen meinen, analysieren Sie bitte einmal diese Anlagen! Jeder Mast enthält eine große Zahl gerichteter Einzelstrahler in gewölbter Anordnung, die alle auf separate Punkte des Spielfeldes ausgerichtet sind. Eben genau deswegen, um eine möglichst flächige Ausleuchtung zu bewirken. Und das von vier Seiten, um Schattenbildung möglichst zu vermeiden.
Annähernd punktförmige Lichtquellen wie Glühbirnen folgen bekanntlich der Abstandsformel 1/r², das heißt, die Stärke nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab. Deswegen ist die Beleuchtungsstärke einer einzelnen Birne an der nahen Wand höher als an der entfernten. Daher verteilt man viele Birnen im Raum, um diesem Effekt zu begegnen, ich nenne das Ausleuchtung, ein Begriff, der auch im Filmgeschäft wichtig und üblich ist!
Woher nehmen Sie eigentlich die Basis für Ihre Behauptungen?
Im Video wird folgendes gesagt:
Diese Aussage steht irgendwie in krassem Widerspruch zu dem Eindruck, den man beim Lesen von Eike erhält, sowohl durch die Artikel als auch die Kommentare. Irgendwie wäre es gut, wenn die im Text beschriebene Realität sich auch in den Eike-Veröffentlichungen wiederspiegeln würde.
#291164
Das sind schätzungsweise 5-10 Leute hier im Blog, die immer wieder einen THE verneinen. Zumeist ältere Herren. Oreske erzählt aber schon seit Jahren Blödsinn über „Skeptiker“. Verbittertes Mannweib und Ikone der „Klimaschutzbewegung“. Das was sie sagt würde ich eher nicht verteidigen. Die Ikonen der „Klimaschutzbewegung“ sind alle links-grün vorbelastet und vernebelt und fast alle in psychologischer Behandlung.
>>Das sind schätzungsweise 5-10 Leute hier im Blog, die immer wieder einen THE verneinen.<<
Ja und? Das ist doch völlig irrelevant, selbst wenn es denn stimmen würde. Sie scheinen nicht zu wissen, daß in der Wissenschaft nur der Beweis zählt. Beweisen kann man in der Wissenschaft nur die Existenz, aber nicht die Nichtexistenz. Und wo ist der Beweis für den „Treibhauseffekt“ erbracht, für dessen Existenz?
Natürlich ist der Beweis der Falschaussage möglich. Nur beinhaltet das den Beweis der Richtigkeit der geänderten (anderen) Aussage.
T. Heinzow am 14. Juni 2022 um 15:13
Bekannte Größen der Physik sehen das anders, z.B. Richard Feynman: „Feynman on Scientific Method.“
Bisher decken sich die theoretischen Überlegungen mit den Beobachtungen und es gab noch keinen Widerspruch, der den Treibhauseffekt widerlegt.
>> es gab noch keinen Widerspruch, der den Treibhauseffekt widerlegt. <<
Nochmals: Der Treibhauseffekt ist zu beweisen und nicht zu widerlegen.
…. eine Psychose bedeutet nichts.
Wie heißt es doch bei Nirvana „Just because you’re paranoid doesn’t mean they aren’t after you.“
Silke Kosch
Nahezu alle Künstler sind da vorbelastet und dementsprechend auch Klimaschützer. Leiden bahezu alle an Angststöungen …
Beispiel: Referent Nir Shaviv schätzt den anthropogenen Anteil sogar auf ca. 1/3. https://www.youtube.com/watch?v=8A7Tn7uaTUg
Nicht gerade die Mehrheitsmeinung, aber es gibt sie.
Wenn man mit regelmäßigen Lesern z.B. der Alpenprawda spricht, dann ist der „Klima-Konsens“ nach wie vor fester Bestandteil ihres Klima-„Wissens“. Es ist fast unmöglich, diesen Menschen zu vermitteln, wie einseitig sie im Klima- und Öko-Bereich von den dunkelgrünen Journalisten dort „informiert“ werden. Was sich offenbar rechnet, denn nirgendwo gibt es mehr Grün-Wähler als in der Heimatstadt der grünen Verdummungs-Gazette.
Das nächste Argument: Wenn es bei der offiziellen Klima-Sicht noch ungeklärte Fragen gäbe, dann würden dies auch Journalisten aufgreifen. (Da kann man bei der Alpenprawda und dem Staatsfernsehen lange warten!) Doch derart Naive an kritische Publikationen heranzuführen, das funktioniert dann auch nicht. Dafür ist das Beharrungsvermögen zu groß, man fühlt sich bereits „bestens informiert“.
Aus eigener Erfahrung weiß ich, dass man für kritische Klima- und Energiewende-Beiträge erst dann offen ist, wenn man aufgrund eigener Skepsis motiviert ist, den Dekarbonisierungs-Hype zu hinterfragen. Bei EIKE und andern realistischen Portalen findet man dann Stoff in Hülle und Fülle, sodass die Skepsis eher wächst – danke dafür! Auch wenn die Mehrheit der Klima-Indoktrination und Dauer-Verdummung erliegt – man muss nicht unbedingt dazu gehören!