Springen naar inhoud

warmteuitstraling


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Herman66

    Herman66


  • >100 berichten
  • 125 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 31 augustus 2013 - 11:30

Dag allemaal. Ben nieuw hier op dit leuke forum. Zit al een tijd met een vraag en meerdere instanties kunnen mijn vraag niet beantwoorden. Laat ik het hier proberen.

Waarom straalt de aarde/atmosfeer eigenlijk warmte uit naar de ruimte?

Bedankt voor jullie antwoorden.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44856 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 31 augustus 2013 - 12:23

Alles met een temperatuur hoger dan 0 K (-273°C) straalt energie in de vorm van elektromagnetische straling uit.

versimpelde uitleg:
Alle atomen/moleculen trillen.
Bij dat getril schiet er wel eens iets uit evenwicht, bijvoorbeeld door een duwtje van buitenaf, bijvoorbeeld een elektron dat een energieniveau omhoog geduwd wordt. Als dat terugvalt tot waar het thuishoort komt er energie vrij. Die moet ergens blijven, en wordt vaak uitgezonden in een of andere vorm van elektromagnetische straling.

Hoe hoger de temperatuur, hoe harder een atoom trilt, hoe meer energie er steeds als straling uitgezonden wordt. Bijvoorbeeld, jouw lichaam heeft een (oppervlakte)temperatuur van ongeveer 30°C, de atomen in je lichaam zenden infraroodstraling uit. Als je ijzer gaat verhitten om het te smeden wordt het eerst zogenaamd maar ook letterlijk roodgloeiend: dat ijzer van ca 1000°C zendt al zichtbaar -rood- licht uit (ook straling, maar met wat meer energie). De zon, met een oppervlaktetemperatuur van rond de 6000 °C zendt ook blauw licht en zelfs UV-straling uit, met nog veel meer energie dus.

Verder is het een kwestie van geven en nemen totdat er een evenwicht is tussen ontvangen stralingsenergie en uitgezonden stralingsenergie. De aarde ontvangt nogal wat stralingsenergie van de zon. Bij een oppervlaktetemperatuur zoals nu, zeg maar rond de 10-20°C gemiddeld denk ik, zendt de aarde per dag ongeveer evenveel energie als infrarood uit als dat ze van de zon (in infrarood tot en met UV) ontvangt plus het kleine beetje dat ze zelf produceert (kernreacties in de aarde bijvoorbeeld). De temperatuur op aarde is dus redelijk constant, in evenwicht met haar omgeving.

Ga in dat evenwicht knoeien, bijvoorbeeld door het CO2 gehalte in de atmosfeer te verhogen (waardoor een groter deel van de door de aarde uitgestraalde energie weer terug naar de aarde wordt gekaatst) en de temperatuur loopt op: pas bij een hogere temperatuur straalt de aarde dan weer evenveel energie uit als ze ontvangt.

meerdere instanties kunnen mijn vraag niet beantwoorden.

Ben benieuwd welke "instanties" je dan wel benaderd hebt.. :?...
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#3

Herman66

    Herman66


  • >100 berichten
  • 125 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 31 augustus 2013 - 13:02

Dank je voor je antwoord. Dat zijn vooral weerinstituten wereldwijd die ik benaderd heb en ik denk dat jouw antwoord ook niet compleet is.
We vinden het blijkbaar maar normaal dat de aarde of andere objecten warmte uitstralen. Maar waarom doen ze dat eigenlijk? Of beter: waarom moeten objecten warmte uitstralen?

#4

mathfreak

    mathfreak


  • >1k berichten
  • 2460 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 31 augustus 2013 - 13:17

Zie http://nl.wikipedia....i/Zwart_lichaam
"Mathematics is a gigantic intellectual construction, very difficult, if not impossible, to view in its entirety." Armand Borel

#5

Michel Uphoff

    Michel Uphoff


  • >5k berichten
  • 5378 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 31 augustus 2013 - 14:49

Waarom vragen zijn vaak heel lastig te beantwoorden. De kern van de zaak ligt bij de tweede wet van de thermodynamica klik die voorschrijft dat (zeer losjes gesteld) energie altijd van hoogwaardig naar laagwaardig zal vloeien. Mooier gezegd, dat de entropie van een gesloten systeem dat niet in evenwicht is altijd naar een evenwichtstoestand zal gaan waarbij de entropie zo hoog mogelijk is (en de bruikbaarheid van de energie zo gering mogelijk).

Een praktisch voorbeeld:

Stel je een perfect geïsoleerde ruimte voor met een temperatuur van 20 graden. In deze ruimte plaatsen we een heet voorwerp, een gloeiend blok staal bijvoorbeeld. Iedereen weet wat er dan gebeuren gaat; het blok koelt af en de ruimte wordt warmer, net zolang totdat er een evenwichtstoestand is ontstaan waarbij de kamer en het en het blok vrijwel dezelfde temperatuur hebben.

Dat is duidelijk en dat nemen we dagelijks waar, maar waaróm is dat dan zal je nu mogelijk vragen.

Eigenlijk is dat een kwestie van statistiek. Laten we eens aannemen dat we miljoenen koele gasmoleculen in een perfect geïsoleerde ruimte hebben. De moleculen vliegen kris-kras door elkaar en botsen voortdurend, waardoor sommige moleculen een wat hogere snelheid (is meer energie, is hogere temperatuur) krijgen en andere wat van hun snelheid verliezen (en dus afkoelen). Maar gemiddeld, over alle moleculen gemeten, blijft de snelheid gelijk en de temperatuur dus ook. Dat is wat we ook verwachten in een geïsoleerde ruimte.

Voorwerpen met verschillende snelheden middelen hun snelheid uit na voldoende onderlinge botsingen.

Nu laten we een paar hete moleculen in die ruimte toe. Die hebben dus een veel hogere snelheid. De kans dat die snelle moleculen door botsingen met tragere moleculen energie verliezen (afkoelen) en dat daardoor de koude moleculen door die botsingen een wat grotere snelheid krijgen (opwarmen) is groter dan de kans dat de hete moleculen door botsingen met elkaar hun snelheid behouden of zelfs vergroten. Het snelheidsverschil tussen de moleculen zal uitmiddelen en alle moleculen krijgen een uitgemiddelde snelheid en dus temperatuur die wat hoger ligt dan voor het toelaten van de hete moleculen.

Misschien heb je wat aan dit filmpje:

http://www.youtube.com/watch?v=QYH52j3yveE

Google als je echt geïnteresseerd bent naar de details eens naar entropy en second law of thermodynamics (er zijn ook een aantal Youtube filmpjes over dit onderwerp).

Veranderd door Michel Uphoff, 31 augustus 2013 - 16:05

Motus inter corpora relativus tantum est.

#6

Herman66

    Herman66


  • >100 berichten
  • 125 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 31 augustus 2013 - 16:06

Een praktisch voorbeeld:

Stel je een perfect geïsoleerde ruimte voor met een temperatuur van 20 graden. In deze ruimte plaatsen we een heet voorwerp, een gloeiend blok staal bijvoorbeeld. Iedereen weet wat er dan gebeuren gaat; het blok koelt af en de ruimte wordt warmer, net zolang totdat er een evenwichtstoestand is ontstaan waarbij de kamer en het en het blok vrijwel dezelfde temperatuur hebben.


Precies, iedereen lijkt te weten dat een gloeiend blok staal afkoelt in een perfect geïsoleerde ruimte, maar niemand weet waarom het blok afkoelt.
In het filmpje zegt men dat het een spontane gebeurtenis is. Niets in dit universum gebeurt spontaan. Er is wel degelijk een reden voor.

#7

Michel Uphoff

    Michel Uphoff


  • >5k berichten
  • 5378 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 31 augustus 2013 - 16:16

Vind je jouw vraag voldoende beantwoord of toch niet?
Motus inter corpora relativus tantum est.

#8

Herman66

    Herman66


  • >100 berichten
  • 125 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 31 augustus 2013 - 16:20

Nee, ik vind de vraag niet voldoende beantwoord. Het is geen spontane gebeurtenis. Men ziet iets over het hoofd.
Waarom denkt men toch dat het een spontane gebeurtenis is?
Mocht je nog meer informatie hebben dan zou ik dat graag tegemoet zien.

#9

Michel Uphoff

    Michel Uphoff


  • >5k berichten
  • 5378 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 31 augustus 2013 - 19:21

Heb je het tweede deel van de uitleg, over het uitmiddelen van de snelheid (en dus het afkoelen) van moleculen, gelezen en al wat doorgelezen over de tweede wet van de thermodynamica en entropie?
Zo nee, doe dat dan eerst. Kom je er niet uit, laat dan weten met welk deel je moeite hebt.

Veranderd door Michel Uphoff, 31 augustus 2013 - 19:22

Motus inter corpora relativus tantum est.

#10

Herman66

    Herman66


  • >100 berichten
  • 125 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 31 augustus 2013 - 19:44

Misschien stel ik de vraag verkeerd. Even terug naar die volledig afgesloten ruimte met dat gloeiende staal. Door wat straalt dat gloeiend staal warmte uit om uiteindelijk in balans te komen met de omliggende lucht? In het universum gebeurt er niks voor niks, dus men kan niet stellen dat het een spontane gebeurtenis is. De 2e hoofdwet van de thermodynamica stelt wel dat het een spontane gebeurtenis.

#11

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44856 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 31 augustus 2013 - 22:21

Ik ken geen versies van die wet die het over "spontaan" hebben.

Een mechanische versie van die wet zou je je kunnen voorstellen als de waarschijnlijk welbekende wet van de communicerende vaten.

communicerende vaten2.png

Als om wat voor reden ook één van de vaten ineens wat voller wordt zal er water gaan stromen zó dat in alle verbonden vaten de parameter hoogte weer gelijk wordt. Dat gebeurt nét zo "spontaan" als dat warmte in een systeem zó verdeeld wordt dat de temperatuur uiteindelijk overal gelijk wordt.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#12

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8935 berichten
  • VIP

Geplaatst op 31 augustus 2013 - 22:27

In het universum gebeurt er niks voor niks, dus men kan niet stellen dat het een spontane gebeurtenis is.


In deze vooronderstelling zit precies het probleem.

1.Op kwantumschaal gebeuren dingen wel degelijk "voor niks", dat wil zeggen toevallig en zonder verdere aanleiding. Het is prima om dat niet acceptabel te vinden maar dat verandert verder niets aan deze wetmatigheid.

2. "voor niks gebeuren" heeft niets te maken met spontaan verlopen van processen in thermodynamische zin.

Los daarvan, als je naar een zwarte straler met temperatuur T1 in een gesloten systeem met lagere temperatuur T2 beschouwt is het helder dat de tweede hoofdwet geen enkel probleem heeft met de gebeurtenissen die daar plaatsvinden. De zwarte straler straalt, verliest daardoor energie en daardoor daalt de temperatuur. De omgeving absorbeert deze energie, waardoor de energie stijgt en de temperatuur T2 stijgt. Dit gaat net zo lang door totdat T1 = T2.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum






0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures