Wat is sneller? Opwarmen of afkoelen?

[HansH]

Je kan berekenen hoeveel er binnenkomt van de zon en hoeveel er weggaat naar de verre ruimte en daaruit kan je de temperatuur van Mercurius berekenen.

mijn punt is dat eerder in het topic geconcludeerd was dat de reflectie coefficient voor de temperatuur niet uitmaakt omdat vanaf alle kanten aangestaald met een temperatuur het voorwerp immers die temperatuur moet aannemen. maar voor planeten is de oppervlaktetemperatuur mede bepaald door de atmosfeer, dus lijkt de reflectie coefficient daarwel van belang. of is daar alleen de temperatuur aan het oppervlak anders dan van buiten de planeet tegen de buitenkant van de atmosfeer aankijkend. Dan krijg je een temperatuurgradient in de atmosfeer en dat hebbbn we op aarde inderdaad. maar ook dat kan dan denk ik geen verklaring zijn omdat ook geconcludeerd is dat vanaf alle kanten aangestraald de temperatuur van de planeet overal die temperatuur krijgt. Dus ik snap het nog steeds niet.

[Xilvo]

mijn punt is dat eerder in het topic geconcludeerd was dat de reflectie coefficient voor de temperatuur niet uitmaakt omdat vanaf alle kanten aangestaald met een temperatuur het voorwerp immers die temperatuur moet aannemen.

Dat geldt alleen indien vanaf alle kanten met gelijke temperatuur wordt ingestraald. Dat is bij planeten absoluut niet het geval. Die emissiecoëfficiënt kan plaatsafhankelijk en golflengteafhankelijk zijn, en die is dat doorgaans ook.

maar voor planeten is de oppervlaktetemperatuur mede bepaald door de atmosfeer, dus lijkt de reflectie coefficient daarwel van belang.

Dat heeft te maken met de golflengteafhankelijke absorptie van die atmosfeer.

Dan krijg je een temperatuurgradient in de atmosfeer en dat hebbbn we op aarde inderdaad. maar ook dat kan dan denk ik geen verklaring zijn omdat ook geconcludeerd is dat vanaf alle kanten aangestraald de temperatuur van de planeet overal die temperatuur krijgt. Dus ik snap het nog steeds niet.

Alweer, er wordt niet van alle kanten met gelijk temperatuur aangestraald. Er wordt vanaf een heel klein deel van de ruimtehoek met een enorm hoge temperatuur aangestraald, bijna 5800 K, terwijl de aarde voor de resterende ruimtehoek iets van 2,7 K ziet.

[HansH]

ja dat klopt allemaal, maar draagt niet bij aan het begrip hoe het werkt met temperatuur en emissiecoefficient en daar gaat het mij om. Dus misschien kunnen we een voorbeeldje doorrekenen waar dat begrip wel uit volgt?

[wnvl1]

Je bedoelt een opgave genre hetvolgende?

Een sfeer heeft een oppervlaktetemperatuur van 1000K en een straal van 1000m. In het midden plaats ik een bol met een emissiecoëfficiënt van 0.5. Wat gebeurt er?

[HansH]

Je bedoelt een opgave genre hetvolgende?

Een sfeer heeft een oppervlaktetemperatuur van 1000K en een straal van 1000m. In het midden plaats ik een bol met een emissiecoëfficiënt van 0.5. Wat gebeurt er?

precies. Hoewel het me in dat geval duidelijk lijkt dat de eind temperatuur 1000K moet worden onafhankelijk van de emissiecoefficient. en bv ook wat er dan gebeurt als je een halve bol neemt van 1000K en de andere helft van de bol 300K terwijl de middelste bol draait met zodanige snelheid dat die een gelijkmatige temperatuur krijgt. wat wordt dan de temperatuur van de middelste bol en waarom?

[wnvl1]

Die emissiecoëfficient is iets wat reflecteert wat er onderliggend op quantum niveau gebeurt. Als de binnenste bol bestraald wordt door een omgevend materiaal dat qua stralingskarakteristiek niet matcht. Dan gaat in het binennenste gedeelte een verdeling van de energieniveaus ontstaan die afwijkt van de Boltzmann verdeling die Planck gebruikt voor zijn berekening voor de straling van een zwart lichaam.
Kan je vanuit de thermodynamica stellen dat de buitenste sfeer en de binnenste bol op dezelfde temperatuur zijn? Bij geleiding en convectie is dat zo, maar is dat ook zo bij straling? Ik weet het niet, maar ben geneigd te denken van niet.

[wnvl1]

Bij nader inzien vraag ik mij eigenlijk af of je als de binnenste bol thermodynamisch niet in evenwicht is of je dan volgens de thermodynamische definitie kan spreken van een temperatuur.

[HansH]

Bij nader inzien vraag ik mij eigenlijk af of je als de binnenste bol thermodynamisch niet in evenwicht is of je dan volgens de thermodynamische definitie kan spreken van een temperatuur.

Je kunt er een thermometer in hangen. die meet dan toch de temperatuur zoals die normaal gesproken gedefineerd is?

[wnvl1]

Ik denk dat je een onderscheid gaat moeten maken tussen temperatuur uit de kinetische theorie en uit de thermodynamica. Ik verwijs voor beide benaderingen naar de wiki pagina over temperatuur.

https://en.wikipedia.org/wiki/Temperature

Thermodynamisch lijkt er mij een stationaire toestand te zijn, maar de bol is thermodynamisch niet in evenwicht. Ik betwijfel of er dan thermodynamisch een eenduidige temperatuur is gedefinieerd. Een duidelijke definitie van temperatuur is nodig in deze specifieke context. Ik vind op het internet niet direct een antwoord terug en ik weet het zelf ook niet goed.

[HansH]

Ik denk dat je een onderscheid gaat moeten maken tussen temperatuur uit de kinetische theorie en uit de thermodynamica. Ik verwijs voor beide benaderingen naar de wiki pagina over temperatuur.

https://en.wikipedia.org/wiki/Temperature

Thermodynamisch lijkt er mij een stationaire toestand te zijn, maar de bol is thermodynamisch niet in evenwicht. Ik betwijfel of er dan thermodynamisch een eenduidige temperatuur is gedefinieerd. Een duidelijke definitie van temperatuur is nodig in deze specifieke context. Ik vind op het internet niet direct een antwoord terug en ik weet het zelf ook niet goed.

als ik die link lees dan zie ik als getallen alleen 'Historically, the temperature of the triple point of water was defined as exactly 273.16 K. Today it is an empirically measured quantity. The freezing point of water at sea-level atmospheric pressure occurs at very close to 273.15 K (0 °C).'
dus als dat het is, is het qua verschil tussen die 2 dan geen discussie ver achter de komma? Dus laten we dan gewoon eveb verder gaan met wat we wel weten en aannemen dat er voor de praktijk geen verschil is, anders krijg je dat de vraag waar het over ging verzand in een 2e orde effect discussie.

[Xilvo]

Hoewel het me in dat geval duidelijk lijkt dat de eind temperatuur 1000K moet worden onafhankelijk van de emissiecoefficient. en bv ook wat er dan gebeurt als je een halve bol neemt van 1000K en de andere helft van de bol 300K terwijl de middelste bol draait met zodanige snelheid dat die een gelijkmatige temperatuur krijgt. wat wordt dan de temperatuur van de middelste bol en waarom?

De helft wordt aangestraald met 1000 K, de nadere helft met 300 K. Dan krijg je een temperatuur van 843 K.
Ongeachte de emissiecoëfficiënt mits die golflengte-onafhankelijk is.

[wnvl1]

Een andere voorwaarde die je vermoedelijk oplegt is dat beiden een zwarte stralen spectrum hebben. Anders is de wet van Stefan Boltzmann niet van van toepassing. Als de emissiecoëfficiënt dan ook nog eens golflengteonafhankelijk is, dan blijft er volledig thermodynamisch evenwicht en is er geen probleem. Mijn bedenkingen waren erop gericht als je daar van afwijkt. Stralingsevenwicht en thermisch evenwicht worden dan iets verschillend lijkt mij. Vandaar de link met de definitie van de temperatuur waar ik een probleem zie of iets niet goed begrijp.

[Xilvo]

Een andere voorwaarde die je vermoedelijk oplegt is dat beiden een zwarte stralen spectrum hebben. Anders is de wet van Stefan Boltzmann niet van van toepassing.

Ze moeten beide dezelfde emissiecoëfficiënt hebben. Een zwarte-straler-spectrum hebben ze als de emissiecoëfficiënt golflengte-onafhankelijk is.

Stralingsevenwicht en thermisch evenwicht worden dan iets verschillend lijkt mij. Vandaar de link met de definitie van de temperatuur waar ik een probleem zie of iets niet goed begrijp.

Wat versta je hier onder stralingsevenwicht en thermisch evenwicht? Een stationaire toestand met verschillende temperaturen of een toestand met overal gelijke temperatuur?

[wnvl1]

Een andere voorwaarde die je vermoedelijk oplegt is dat beiden een zwarte stralen spectrum hebben. Anders is de wet van Stefan Boltzmann niet van van toepassing.

Ze moeten beide dezelfde emissiecoëfficiënt hebben. Een zwarte-straler-spectrum hebben ze als de emissiecoëfficiënt golflengte-onafhankelijk is.

OK, ik snap het nu. Als de emissiecoëfficient die opgesteld is vanuit de idee van een correctie op een zwarte straler-spectrum over alle golflengtes gelijk is dan kom je terug uit op het spectrum van een zwarte straler.

Wat versta je hier onder stralingsevenwicht en thermisch evenwicht? Een stationaire toestand met verschillende temperaturen of een toestand met overal gelijke temperatuur?

Mijn bedenkingen zijn niet duidelijk geformuleerd, omdat het voor mezelf nog niet duidelijk is wat ik echt wil bedoelen. Ik kom er later op terug met een scherpere formulering.

[HansH]

als ik 2 thermokoppels neem en ik stop er een in de wand van de bol van 1000 graden in het eerste voorbeeld die de op te warmen massa geheel omsluit en de andere thermokoppel stop ik in de te verwarmen massa. dan kan ik elektrische energie opwekken als er een temperatuurverschil is. maar gegeven het feit dat je een perpetuum mobilee hebt gemaakt als de binnenste massa op een andere temperatuur gaat staan dan de buitenste lijkt het mij dat om die reden beide temperaturen wel gelijk moeten zijn.ongeacht emissiecoefficient of temperatuurafhankelijkheid daarvan.