Wärmestrahlung...

...handelt zum Beispiel von Temperatur und Energie.
Physikfan1

Wärmestrahlung...

Beitrag von Physikfan1 »

Hallo!

In Physik haben wir einen Versuch zur Wärmestrahlung gemacht.
Wir haben eine weiße und eine schwarze Filmdose genommen, oben ein Loch hinein gemacht und einen Thermometer hineingesteckt. Dann haben wir die beiden Filmdosen mit einer Wärmelampe erwärmt und die Temperaturskala beobachtet. Bei der schwarzen war die Anzeige höher als bei der weißen. Mir ist zwar klar, dass schwarz die Sonne anzieht, aber warum ist das so? Werden da die Strahlen gestoppt und in der Filmdose wird es deswegen hell????

Liebe Grüße
Physikfan
Jan Behrens
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Beitrag von Jan Behrens »

Es ist nicht so, dass schwarz die Sonne anzieht.
Licht ist auch eine Form von Energie. Sonne strahlt eine Menge dieser ab.
Das Licht der Sonne, oder einer Lampe, trifft die schwarze Dose genauso wie die weiße. Der Unterschied liegt darin, das "weiß" einen Großteil des Lichtes reflektiert, also zurückwirft. "Schwarz" dagegen nimmt sehr viel Licht auf (deshalb sehen wir es als schwarz), das bedeutet natürlich auch, dass schwarz dadurch viel Energie aufnimmt. Diese aufgenommene Energie wird als Wärme in der Dose gespeichert.
Physikfan1

Beitrag von Physikfan1 »

Ach so, danke!

Dann hätte ich aber nochmal eine Frage.
Und zwar ist in unserem Physikheft ein Arbeitsblatt auf dem steht:

In einer Thermosflasche sollen heiße Getränke heiß und kalte Getränke kalt bleiben.
(Auf der Seite ist eine Zeichnung einer Thermosflasche)
Die Zeichnung zeigt den Aufbau einer Thermosflasche. Das Getränk wird in ein doppelwandiges Glasgefäß gefüllt, dessen Zwischenraum luftleer ist. Die Gefäßwände sind verspiegelt. Der Raum zwischen der Hülle der Thermosflasche und dem Glasgefäß ist mit einem Schaum aus Kunststoff gefüllt.

Begründe, warum sich die Themperatur des Getränks in der Thermosflasche nur langsam ändert!

Und dann hätte ich persönlich noch eine Frage dazu:
Warum ist in der Thermosflasche ein luftleerer Raum?

Liebe Grüße
Physikfan
Jan Behrens
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Beitrag von Jan Behrens »

Was wir als Temperatur warnehmen ist eigentlich die Bewegung der Teilchen eines Stoffes. Je wärmer ein Stoff für uns ist, desto mehr bewegen sich die Teilchen. In einem Festen Stoff, wie Glas, ist dieses Bewegen ein schnelles Zittern auf der Stelle.
Füllt man heißes Wasser in eine Thermoskanne, dann stoßen die Teilchen des Wassers immer wieder gegen die Wände der Termoskanne(da sich die Wasserteilchen ja stark bewegen->heiß). Wenn die Teilchen in der Thermoskannenwand andauernd "angerempelt" werdenfangen, fangen sie natürlich auch an zu Zittern, die Wand wird wärmer. Das Wasser wird also ein klein bisschen kälter, die Wand ein bisschen Wärmer.

Normalerweise würden die Teilchen in der Thermoskanne jetzt die Teilchen in der Luft "anrempeln". Dadurch würde die Luft wärmer werden und die Wand etwas kälter. Die Kette sieht dann so aus:

Wasser--erwärmt-->Wand--erwärmt-->Luft

Es gibt also sowas wie einen stetigen Fluss von Wärme. Die ganze Zeit wird das Wasser kälter und die Luft wärmer. Man müsste eine Barriere einbauen, etwas zwischen Wand und Luft. Wenn die Wand nichts mehr berühren würde, dann könnte sie auch keine Wärme mehr abgeben.
Vakuum ist nichts. Vakuum bedeutet ein völlig teilchenfreier Raum. Nichts was noch "angerempelt" werden kann.

Wenn zwischen den beiden Wänden des Glasgefäßes ein Vakuum ist, dann erwärmt das Wasser zwar die Innenwand, die kann aber nichts mehr "anrempeln" und deshalb auch fast keine Wärme mehr abgeben.

Warum aber diese Verspiegelung? Kennst du Rotlicht-Lampen? Die schön warmen Lampen, die man sich bei Erkältung ins Gesicht hält?
Es gibt außer dem "Anrempeln" noch eine zweite Möglichkeit Wärme zu übertragen: mit Licht. Teilchen die sich schnell Bewegen, also warm sind, geben Licht ab. Jede Glühlampe funktioniert so. Ein Draht wird durch elektrischen Strom so heiß gemacht, dass er leuchtet.
Wenn etwas so Heiß ist wie eine Glühlampe, dann leuchtet es Gelb. Ist es etwas kälter, dann leuchtet es Rot. Ist es noch kälter, wie unser heißes Wasser, dann leuchtet es "Infrarot". Das ist eine Farbe die unser Auge nicht mehr sehen kann, nur Spezialkameras können das. Wir können das infrarote Licht aber fühlen, mit der Haut.
Wir hatten gesagt, das Wasser "rempelt" die innere Thermoskannenwand an. Dadurch wird das Wasser kälter und die Wand wärmer. Die Wand kann wegen des Vakuums nichts mehr "anrempeln"
Die Thermoskannenwand sendet aber trotzdem infrarotes Licht aus. Auch dadurch wird die Wand kälter. Trifft das Licht auf Luft oder unsere Haut, werden Luft oder Haut wärmer.
Da sich Licht auch durch Vakuum ausbreitet (wie bei unserer Sonne) ist die Doppelwand unserer Thermoskanne kein Hindernis.
Verspiegelt man aber die Innenseiten der Thermoskanne, dann wird das Licht wieder auf die Innenseite zurückgeworfen. Das sieht dann so aus:
Heißes Wasser--erwärmt-->Innenwand--gibt infrarotes Licht ab auf-->Außenwand--spiegelt das Licht zurück auf-->Innenwand, die dadurch die Wärme zurückbeckommt, die sie durch das Ausstrahlen des Lichts verliert.

Natürlich funktioniert das in Wirklichkeit nicht so gut wie hier, deshalb wird das Wasser irgendwann doch kalt.


War ne Menge zu schreiben, ich hoffe es ist verständlich geblieben. Selbst eine einfache Thermoskanne hält viele Wunder bereit
Physikfan1

Beitrag von Physikfan1 »

Danke!

Ich werde diese Antwort gleich morgen in der Physikstunde brauchen!
Liebe Grüße
Physikfan
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