Rummet - Temperatur

[Jan Rasmussen]

Hej

Vi hade på arbejde en lille disskution omkring temperatur i rummet,
hvor den dominerende holdning var at i rummet var der -273°c basta.
min holdning er at for at snakke om teperatur skal der være materie/stråling
vacuum i sig selv er ikke koldt eller varmt. osv.

Kort sagt, Vil vores forsøgs person for brug for opvarmning eller
afkøling af 'kabinen' ? og efter hvor lang tid. ?

Jeg forestiller mig at en mand(80kg-default) hopper ned i en 'olietønde'
( enkelt 10mm jern lag, ingen isolering), og låget bliver svejset på,
nu er det så heldigt at nede i tønden befinder sig en lille magisk box der søger
for ilt/co2/vand/mad/afføring/ mm. i evig tid
men den er temperatur neutralt 20° ind 20° ud. osv.

Denne tønde bliver nu på bedste star trek vis beam'et fra laboratoriet
med temp. på 21° til 400km højde over jorden på "nat siden" og bliver der,
(i skygge for solen).

Der går 20 sekunder fra låget bliver lagt på tønden til den er ude i rummet.


Jan Rasmussen

[Steen]

Post by Jan Rasmussen
Vi hade på arbejde en lille disskution omkring temperatur i rummet,
hvor den dominerende holdning var at i rummet var der -273°c basta.

Den dominerende holdning er forkert.

Post by Jan Rasmussen
min holdning er at for at snakke om teperatur skal der være
materie/stråling vacuum i sig selv er ikke koldt eller varmt. osv.

Din holdning er korrekt.

Post by Jan Rasmussen
Kort sagt, Vil vores forsøgs person for brug for opvarmning eller
afkøling af 'kabinen' ? og efter hvor lang tid. ?

Det kommer helt an på om forsøgspersonen har malet sin kabine sort eller
hvid på ydersiden.

Post by Jan Rasmussen
Jeg forestiller mig at en mand(80kg-default) hopper ned i en
'olietønde' ( enkelt 10mm jern lag, ingen isolering), og låget bliver
svejset på, nu er det så heldigt at nede i tønden befinder sig en lille
magisk
box der søger for ilt/co2/vand/mad/afføring/ mm. i evig tid
men den er temperatur neutralt 20° ind 20° ud. osv.
Denne tønde bliver nu på bedste star trek vis beam'et fra laboratoriet
med temp. på 21° til 400km højde over jorden på "nat siden" og bliver
der, (i skygge for solen).
Der går 20 sekunder fra låget bliver lagt på tønden til den er ude i rummet.

Øøøh, den historie er jeg ikke sikker på, jeg kan følge med til. Men
generelt bliver der hurtigt meget koldt, hvis man opholder sig et sted, hvor
Solens stråler ikke rammer én, hvis man ikke har isoleret godt med masser af
Rockwool.

Mvh Steen

[Jan Pedersen]

Post by Steen

Post by Jan Rasmussen
Vi hade på arbejde en lille disskution omkring temperatur i rummet,
hvor den dominerende holdning var at i rummet var der -273°c basta.

Den dominerende holdning er forkert.

Post by Jan Rasmussen
min holdning er at for at snakke om teperatur skal der være
materie/stråling vacuum i sig selv er ikke koldt eller varmt. osv.

Din holdning er korrekt.

Post by Jan Rasmussen
Kort sagt, Vil vores forsøgs person for brug for opvarmning eller
afkøling af 'kabinen' ? og efter hvor lang tid. ?

Det kommer helt an på om forsøgspersonen har malet sin kabine sort eller
hvid på ydersiden.

Post by Jan Rasmussen
Jeg forestiller mig at en mand(80kg-default) hopper ned i en
'olietønde' ( enkelt 10mm jern lag, ingen isolering), og låget bliver
svejset på, nu er det så heldigt at nede i tønden befinder sig en lille
magisk
box der søger for ilt/co2/vand/mad/afføring/ mm. i evig tid
men den er temperatur neutralt 20° ind 20° ud. osv.
Denne tønde bliver nu på bedste star trek vis beam'et fra laboratoriet
med temp. på 21° til 400km højde over jorden på "nat siden" og bliver
der, (i skygge for solen).
Der går 20 sekunder fra låget bliver lagt på tønden til den er ude i rummet.

Øøøh, den historie er jeg ikke sikker på, jeg kan følge med til. Men
generelt bliver der hurtigt meget koldt, hvis man opholder sig et sted, hvor
Solens stråler ikke rammer én, hvis man ikke har isoleret godt med masser af
Rockwool.
Mvh Steen

Temperatur er molekyler i bevægelse hvilket ikke forekommer i vaccum...men
der afgives energi ved udstråling så kroppen vil miste energi/varme som
funktion af tiden. Kan man holde denne varme energi inde i en kabine vil den
så opvarme luften herinde og igen påvirke kroppen og opvarme denne...så det
handler om at undgå udstråling til rummet udenom.....isolering som før
nævnt....
Det idelle er vel en kabine der har en spejlvirkning indvendig (refleksion
af stråling...inkl. IR) og udenpå ...med siden der vender mod rummet at have
en sort farve ?!...hmm egentlig mindes jeg at diverse NASA fartøjer har en
reflektor coating udad mod rummet også ???????

[Jakob Nielsen]

Post by Jan Pedersen
Det idelle er vel en kabine der har en spejlvirkning indvendig (refleksion
af stråling...inkl. IR) og udenpå ...med siden der vender mod rummet at have
en sort farve ?!...hmm egentlig mindes jeg at diverse NASA fartøjer har en
reflektor coating udad mod rummet også ???????

En overflade som "opsuger" stråling med en vis bølgelængde, er også god til
at udstråle den.
En radiator som er sort (set i IR) vil være god til at udstråle varme.
Det omvendte gælder også, så en blank overflade udstråler mindre energi end
en mat.
Det kan være en af forklaringerne på den blanke yderside på et rumfartøj.
Den anden kan være at det beskytter mod opvarmning når Solen lyser på
fartøjet. Jeg antager at det er beskyttelsen mod sollys der er det
væsentligste.

[Jan Rasmussen]

En overflade som "opsuger" stråling med en vis bølgelængde, er også god til at udstråle den.
En radiator som er sort (set i IR) vil være god til at udstråle varme.
Det omvendte gælder også, så en blank overflade udstråler mindre energi end en mat.

Den kan jeg ikke følge helt, udstrålingen sker vel uanset vilken 'absobation's
procent' overfladen har, en ir reflekterende overflade forhindre vel
ikke udstrålingen. ?

Det kan være en af forklaringerne på den blanke yderside på et rumfartøj. Den anden kan være at det beskytter mod
opvarmning når Solen lyser på fartøjet. Jeg antager at det er beskyttelsen mod sollys der er det væsentligste.

Enig, jeg kan også forestille mig at man ikke ønsker en kæmpe temperatur
forskel, så metalet ikke udvider og trækker sig sammen ved vær sol opgang

Hvide/sølv EVA rumdragter, vidner vel også om at man ikke ønsker opvarmning
udfra.,

hmm,

Det her burde være meget nænmere at besvare,

Når en space shuttle astronaut er på en times EVA
, hvad bruger hans backpack så mest energi på
1. at køgle ham ned
2. at varme ham op
han modtager ikke noget direkte sol lys,


Jan Rasmussen

[Henning Makholm]

Post by Jakob Nielsen
En overflade som "opsuger" stråling med en vis bølgelængde, er også
god til at udstråle den. En radiator som er sort (set i IR) vil
være god til at udstråle varme. Det omvendte gælder også, så en
blank overflade udstråler mindre energi end en mat.

Den kan jeg ikke følge helt, udstrålingen sker vel uanset vilken
'absobation's procent' overfladen har,

Der er ikke så meget at følge - en mat overflade udstråler mere
varmestråling end en reflekternde. Frekvensfordelingen afhænger kun af
temperaturen (under den lidt urealistiske antagelse at overfladen
reflekterer alle frekvenser lige godt), men intensiteten afhænger af
hvor godt overfladen reflekterer.

En måde at forstå det på er at overfladen bliver nødt til at
reflektere lige godt indefra som udefra, hvis udbredelsen af stråling
skal være invariant overfor tidsomvendelse (og det skal den). Hvis
overfladen reflekterer godt, vil det meste af den varmeståling
atomerne inde materialet forsøger at udsende, blive kastet tilbage ind
i materialet selv. Kun lidt af den slipper ud til omgivelserne.

(Ovenstående forklaring er forsimplet og heuristisk. En fuld
forståelse opnår man formentlig kun med en kvantemekanisk analyse,
hvilket det overstiger mine didaktiske evner at gengive).

Når en space shuttle astronaut er på en times EVA
, hvad bruger hans backpack så mest energi på
1. at køgle ham ned
2. at varme ham op
han modtager ikke noget direkte sol lys,

Jeg holder på (1). Varmestråling er en rigtig dårlig
varmetransportmekanisme ved kropstemperatur - om så rumdragten var
sort, ville den nok have problemer med at udstråle lige så meget
energi som astronautens stofskifte producerer. (Det gør det i øvrigt
til et interessant spørgsmål hvordan den faktisk slipper af med
varmen).

[Jan Rasmussen]

Post by Henning Makholm

Post by Jan Rasmussen
Når en space shuttle astronaut er på en times EVA
, hvad bruger hans backpack så mest energi på
1. at køgle ham ned
2. at varme ham op
han modtager ikke noget direkte sol lys,

Jeg holder på (1). Varmestråling er en rigtig dårlig
varmetransportmekanisme ved kropstemperatur - om så rumdragten var
sort, ville den nok have problemer med at udstråle lige så meget
energi som astronautens stofskifte producerer. (Det gør det i øvrigt
til et interessant spørgsmål hvordan den faktisk slipper af med
varmen).

Det ser ud til at være korekt, iflg.
http://science.howstuffworks.com/space-suit2.htm
Temperature
To cope with the extremes of temperature, most spacesuits are heavily
insulated with layers of fabric (Neoprene, Gore-Tex, Dacron) and covered
with reflective outer layers (Mylar or white fabric) to reflect sunlight.
The astronaut produces heat from his/her body, especially when doing
strenuous activities. If this heat is not removed, the sweat produced by
the astronaut will fog up the helmet and cause the astronaut to become
severely dehydrated; astronaut Eugene Cernan lost several pounds during
his spacewalk on Gemini 9. To remove this excess heat, spacesuits have
used either fans/heat exchangers to blow cool air, as in the Mercury and
Gemini programs, or water-cooled garments, which have been used from
the Apollo program to the present.


Det lyder næsten som om, at hvis en astronaut på EVA
løber tør for strøm, eller hvis pumpen til vandkølingen står af
så får han et kæmpe varme problem,

jeg ser straks for mig en astronaut på EVA der udspiler sine
matsorte kobber engle vinger på ryggen for at udstråle passivt
med maximal overflade :-)

Det ser også ud som om at isolere jeg 'Tønden' i ovenstående
udtænkte situation, så vil det forandre alt , og man skal til at udveksle
'varme' imellem inderside og metalet i tønden for at holde temperaturen nede.

Jeg forestiller mig at vores tønde beboer åbner en låge i isoleringen
og blotter det iskolde jern, han burde vel så selv kunne regulere varmen
ved at åbne flere låger, snak om passiv køling :-)

Jan Rasmussen

[Martin Jørgensen]

-snip-
-snip-

Post by Steen

Post by Jan Rasmussen
Denne tønde bliver nu på bedste star trek vis beam'et fra laboratoriet
med temp. på 21° til 400km højde over jorden på "nat siden" og bliver
der, (i skygge for solen).
Der går 20 sekunder fra låget bliver lagt på tønden til den er ude i rummet.

Øøøh, den historie er jeg ikke sikker på, jeg kan følge med til. Men
generelt bliver der hurtigt meget koldt, hvis man opholder sig et sted, hvor
Solens stråler ikke rammer én, hvis man ikke har isoleret godt med masser af
Rockwool.

Man skal nok skelne mellem hvilken type varmeafgivelse der sker og hvor
henne. Fra tønden og ud i rummet sker der varmestråling hvis vi regner
med at der er vakuum. Fra manden i tønden sker der konvektion gennem
luften idet jeg går udfra at der *ikke* er vakuum i tønden. Evt. sker
der varmeledning til hans tønde, hvis han fysisk berører den.

Man kan nu opstille en ligevægt - en energi-balance mellem
varmetransport i tønde-interfacet, dvs. i overgangen ml. tønde og rum.
Den varme-energi der forsvinder fra tønden som varmestråling ud i rummet
skal han tilføre ved f.eks. at dyrke motion eller at have en el-varmer
med, medmindre han gerne vil have det køligere indvendigt.

Så hvis han har en god tønde - (kan ikke huske om det hedder black
body?) der ikke afgiver stråling, så kan han jo fint hygge sig derinde
og ellers begynder han at fryse...


Med venlig hilsen / Best regards
Martin Jørgensen

[Jan Rasmussen]

Post by Jan Rasmussen
Kort sagt, Vil vores forsøgs person for brug for opvarmning eller
afkøling af 'kabinen' ? og efter hvor lang tid. ?

Det kommer helt an på om forsøgspersonen har malet sin kabine sort eller hvid på ydersiden.

'kapslen' befinder sig i skygge for solen, så den eneste infrarød stråling
den modtager er vel fra jorden, og den er vel ikke af nogen betydning,
kontra den 'indre' termodynamik
( en levende 80kg meneskekrop i et meget lille rum, bestående af en
begrænset mængde jern[udstrålings overflade])

Min fornemelse lige nu, er at en 80kg meneske krop i hvile
generere 10-30watt,,

Jeg har absolut ingen fornemelse af hvor lang tid
100kg jern er om at falde fra 21° til -273°c
i total isolation(vaccum+ir spejl² )

IR Spejl² der tilader 'udstråling' og ikke 'opvarmning'

1 time, 1 dag, 1 uge, 1 år , Hvad ?



Jan Rasmussen

[Martin Jørgensen]

-snip-

Post by Jan Rasmussen
Jeg har absolut ingen fornemelse af hvor lang tid
100kg jern er om at falde fra 21° til -273°c
i total isolation(vaccum+ir spejl² )

Det er ikke svært, hvis vi kendte varmefluxen. Kigges der f.eks. på
blødglødet AISI 304 (austenitisk rustfrit stål) fås en cp på ca. 525.

Så vi kan hurtigt finde tiden hvis nogen kan sige noget om varmefluxen.


Med venlig hilsen / Best regards
Martin Jørgensen

[Jan Rasmussen]

Post by Martin Jørgensen
-snip-

Post by Jan Rasmussen
Jeg har absolut ingen fornemelse af hvor lang tid
100kg jern er om at falde fra 21° til -273°c
i total isolation(vaccum+ir spejl² )

Det er ikke svært, hvis vi kendte varmefluxen. Kigges der f.eks. på blødglødet AISI 304 (austenitisk rustfrit stål)
fås en cp på ca. 525.
Så vi kan hurtigt finde tiden hvis nogen kan sige noget om varmefluxen.

Hvis det er p.g.a. den hule cylindriske form at det bliver kompliceret
så bare benytt en solid terning eller kugle på 100kg.

Hvad med eks. ren kobber, er der ikke nok informationer i det periodiske system
http://www.formel.dk/kemi/periodiske/periodiskedata2.htm#kobber
til at regne det ud, eller er det formen( uanset vilken ) og dennes indre termiske
udvekslinger der er 'problemet' ?



Jan Rasmussen

[Martin Jørgensen]

Post by Jan Rasmussen

Post by Martin Jørgensen
-snip-

Post by Jan Rasmussen
Jeg har absolut ingen fornemelse af hvor lang tid
100kg jern er om at falde fra 21° til -273°c
i total isolation(vaccum+ir spejl² )

Det er ikke svært, hvis vi kendte varmefluxen. Kigges der f.eks. på blødglødet AISI 304 (austenitisk rustfrit stål)
fås en cp på ca. 525.
Så vi kan hurtigt finde tiden hvis nogen kan sige noget om varmefluxen.

Hvis det er p.g.a. den hule cylindriske form at det bliver kompliceret
så bare benytt en solid terning eller kugle på 100kg.
Hvad med eks. ren kobber, er der ikke nok informationer i det periodiske system
http://www.formel.dk/kemi/periodiske/periodiskedata2.htm#kobber
til at regne det ud, eller er det formen( uanset vilken ) og dennes indre termiske
udvekslinger der er 'problemet' ?

Næ, problemet er at vi skal kende antal watt pr. sek der bliver afgivet,
for at bestemme tiden. Og den værdi kender vi ikke.


Med venlig hilsen / Best regards
Martin Jørgensen

[Henning Makholm]

Post by Martin Jørgensen
Næ, problemet er at vi skal kende antal watt pr. sek der bliver
afgivet, for at bestemme tiden. Og den værdi kender vi ikke.

"Watt per sekund" synes ikke at være enhed for nogen meningsfuld
størrelse i sammenhængen.

[Martin Jørgensen]

Post by Henning Makholm

Post by Martin Jørgensen
Næ, problemet er at vi skal kende antal watt pr. sek der bliver
afgivet, for at bestemme tiden. Og den værdi kender vi ikke.

"Watt per sekund" synes ikke at være enhed for nogen meningsfuld
størrelse i sammenhængen.

Næ, det har du da ret i.


Med venlig hilsen / Best regards
Martin Jørgensen

[Lars Gjerløw Jørgensen]

Post by Jan Rasmussen
Min fornemelse lige nu, er at en 80kg meneske krop i hvile
generere 10-30watt,,

Jeg mindes at have lært at et voksent menneske i et lokale
varmer ca. så meget som en 100w-pære. Derfor bl.a. grunden
til at der bliver så varmt når der er mange i et rum :)

/hilsner

[Sven]

Post by Jan Rasmussen
Vi hade på arbejde en lille disskution omkring temperatur i rummet,
hvor den dominerende holdning var at i rummet var der -273°c basta.
min holdning er at for at snakke om teperatur skal der være
materie/stråling
vacuum i sig selv er ikke koldt eller varmt. osv.

Her er jeg næsten sikker på, at du har ret.

Post by Jan Rasmussen
Kort sagt, Vil vores forsøgs person for brug for opvarmning eller
afkøling af 'kabinen' ? og efter hvor lang tid. ?
Jeg forestiller mig at en mand(80kg-default) hopper ned i en 'olietønde'
( enkelt 10mm jern lag, ingen isolering), og låget bliver svejset på,
nu er det så heldigt at nede i tønden befinder sig en lille magisk box der søger
for ilt/co2/vand/mad/afføring/ mm. i evig tid
men den er temperatur neutralt 20° ind 20° ud. osv.
Denne tønde bliver nu på bedste star trek vis beam'et fra laboratoriet
med temp. på 21° til 400km højde over jorden på "nat siden" og bliver der,
(i skygge for solen).
Der går 20 sekunder fra låget bliver lagt på tønden til den er ude i rummet.

Når tønden er på "skyggesiden", vil den varme der er i tønden + indhold
meget hurtigt stråle væk som ---- varme. Når/hvis tønden kommer på
"dagsiden" (modtager energi i form af sollys) erhænger en del af
temp-stigningen af den udvendige farve, dvs hvor god er den til at modtage
energi fra sollys.

Langt væk fra "alting" (f.eks mellem 2 galakser), vil temperaturen i tønden
meget hurtigt falde til nær det absolutte nulpunkt, men jeg mener, at den
vil være relativt længe om at komme helt ned på det absolutte nulpunkt. Jeg
kan dog ikke forklare hvorfor jeg tror det, så det er måske ikke korrekt?

Forøvrigt, så er det godt nok en massiv olietønde du her har "opfundet" 10mm
tykkelse på selve pladen som tønden er lavet af? Det bliver en MEGET tung
tønde!

[Jan Rasmussen]

Langt væk fra "alting" (f.eks mellem 2 galakser), vil temperaturen i tønden meget hurtigt falde til nær det absolutte
nulpunkt,

Hvad med den varme energi en 80kg levende meneske krop generere

Hvor mange watt vil du mene at skulle tilføjes extra til ovenstående situation
for at holde atmosfæren inden i tønden på 21°c ?

5, 50, 500, 5KW, 50KW,


Jan Rasmussen

[Filip Larsen]

Jan Rasmussen skrev

Post by Jan Rasmussen
Hvad med den varme energi en 80kg levende meneske krop generere
Hvor mange watt vil du mene at skulle tilføjes extra til ovenstående situation
for at holde atmosfæren inden i tønden på 21°c ?

Hvis man laver en simpel model af koncentriske "sorte" kugleskaller
inden i hinanden, den yderste med overfladen A og resten med en ganske
lille smule mindre radius end den forgående, og placerer dem i
interstellart rum (T0 = 3K strålingsbaggrund hele vejen rundt) med en
effektgenerator P i midten, så vil der for temperaturen Ti af den i'te
kugleskal (talt udefra) når alle strålingseffekter er i ligevægt gælde

sigma*Ti^4 = sigma*T0 + i*P/A,

hvor sigma ~= 5,67 * 10^-8 W/(m^2*K^4) er Steffan-Boltzmanns konstant.
Dermed kan man se, at hvis man ønsker den inderste kugle mindst skal
have temperaturen Tn så skal

n >= sigma*(Tn^4 - T0^4)*A/P.

Med en radius på 1m (A ~= 12,5 m^2) får man fx. n = 53 for P = 100W og n
= 6 for P = 1kW.

Hvis kuglerne ikke er perfekte sorte legemer kan man benytte en
reduceret værdi i stedet for sigma, fx. 25% for blankpoleret jern, 50%
for rusten jern, og n reduceres da også tilsvarende.


Mvh,

[Filip Larsen]

Jeg skrev

Post by Filip Larsen
n >= sigma*(Tn^4 - T0^4)*A/P.
Med en radius på 1m (A ~= 12,5 m^2) får man fx. n = 53 for P = 100W og n
= 6 for P = 1kW.

Glemte at sige, at dette er med Tn = 293 K ~= 20 grader C.


Mvh,

[Jan Rasmussen]

Post by Filip Larsen
Med en radius på 1m (A ~= 12,5 m^2) får man fx. n = 53 for P = 100W og n
= 6 for P = 1kW.

Tak,

Så ved en uisoleret tønde skal man tilføje ~1kw til mandens varme afgivelse
for at holde temperaturen oppe.

Ved en isoleret tønde skal der tilføjes energi for at holde temperaturen nede,
hvis tager udgangspunkt i en EVA suit.

" To remove this excess heat,
spacesuits have used either fans/heat exchangers to blow cool air, as in the Mercury
and Gemini programs, or water-cooled garments, which have been used from the
Apollo program to the present. "

Post by Filip Larsen
Hvis kuglerne ikke er perfekte sorte legemer kan man benytte en
reduceret værdi i stedet for sigma, fx. 25% for blankpoleret jern, 50%
for rusten jern, og n reduceres da også tilsvarende.

Skyldes denne forskel imellem blank og rusten, at rusten har størrer
udstrålings overflade, kontra blankpoleret. ?


Jan Rasmussen

[Filip Larsen]

Jan Rasmussen skrev

Post by Jan Rasmussen
Så ved en uisoleret tønde skal man tilføje ~1kw til mandens varme afgivelse
for at holde temperaturen oppe.

Jeg er ikke helt klar over hvad du spørger om her. Med 1 kW energikild
(900W plus 100 W fra manden) skal man bruge 3-6 isoleringslag for at
holde temperaturen på det inderste lag omkring 290 K. Hvis man kun har
ét lag, så vil temperaturen af dette lag være 194K når der er
strålingsbalance.

Post by Jan Rasmussen
Ved en isoleret tønde skal der tilføjes energi for at holde

temperaturen nede,

Post by Jan Rasmussen
hvis tager udgangspunkt i en EVA suit.

Det er på grund af indstråling fra solen og jorden. I lav bane omkring
jorden modtager man ca. 1370 W/m^2 fra solen (når solen er synlig) og
240 W/m^2 (primært infrarød stråling) fra jorden. Hvis man med lidt
hurtig overslagsregning sætter det projekterede areal mod solen og
jorden til det kvarte af legemets areal, så betyder det, at legemet
modtager omkring 400 W/m^2 eller omkring 5 kW for 4pi m^2. Hvis kun
jorden er synlig falder disse tal til 60 W/m^2 eller ca. 750 W for 4pi
m^2, hvilket stadig er væsentligt over de 100 W man normalt benytter som
normalværdi for en astronauts spildvarme og også over de 585 W som iflg.
[1] skulle være den maksimale spildvarme observeret under amerikansk
EVA.

Som regel designer man systemer i rummet til totalt set at være i passiv
strålingsbalance under normale forhold og så evt. benytte aktive
systemer til at sørge for en enartet temperatur inden i. Det er lidt
ligesom at stå foran et kæmpebål i en snestorm; selvom man totalt set
kan holde varmen, så fryser man alligevel numsen af hvis ikke man vender
den mod bålet en gang i mellem :).

Post by Jan Rasmussen

Post by Filip Larsen
Hvis kuglerne ikke er perfekte sorte legemer kan man benytte en
reduceret værdi i stedet for sigma, fx. 25% for blankpoleret jern, 50%
for rusten jern, og n reduceres da også tilsvarende.

Skyldes denne forskel imellem blank og rusten, at rusten har størrer
udstrålings overflade, kontra blankpoleret. ?

Jeg er ikke bekendt med en simpel fysisk forklaring på hvorfor det er
sådan. For de fleste typer af overflader er absorbtion/emitans-forholdet
omkring 1, men iflg. [2] findes der specielle overflader der i forhold
til deres temperatur absorberer op til 10 gange så meget som de udsender
(guld på speciel aluminium), eller som omvendt udsender op til 10 gange
så meget som de absorberer (kvartsspejl med sølvteflon).


Referencer:
[1] Human Spaceflight, Mission Analysis and Design, Larson og Pranke
(Eds), McGraww-Hill.
[2] Space Systems Engineering, Fortescue og Stark, Wiley 1995.


Mvh,

[Jan Rasmussen]

Post by Filip Larsen
Jan Rasmussen skrev

Post by Jan Rasmussen
Så ved en uisoleret tønde skal man tilføje ~1kw til mandens varme

afgivelse

Post by Jan Rasmussen
for at holde temperaturen oppe.

Jeg er ikke helt klar over hvad du spørger om her. Med 1 kW energikild
(900W plus 100 W fra manden) skal man bruge 3-6 isoleringslag for at
holde temperaturen på det inderste lag omkring 290 K.

Jeg troede 1000w udstrålet inde i tønden var nok til at overvinde den
manglene isolering og opnå 21'°c

Post by Filip Larsen
Hvis man kun har ét lag, så vil temperaturen af dette lag være 194K når der er
strålingsbalance.

og det er vel det man har i 'tønden' et lag.

Er der så ikke stor forskel på om tønden(lag1)
består af jern(fe) eller eks. kobber(Cu) og titanium ?

varmeledningsevne W/(m·K) ved 300 K
Fe = 80,2 - Cu = 401 - Ti = 21,9

og hvis man skal bruge 1000w for at 'holde' 194k i en jern tønde
skal man så bruge ~250w/for at holde 194k i en titanium tønde ?
eller hænger det ikke sådan sammen ?

Post by Filip Larsen

Post by Jan Rasmussen
Ved en isoleret tønde skal der tilføjes energi for at holde
temperaturen nede, hvis tager udgangspunkt i en EVA suit.

Det er på grund af indstråling fra solen og jorden. I lav bane omkring
jorden modtager man ca. 1370 W/m^2 fra solen (når solen er synlig) og
240 W/m^2 (primært infrarød stråling) fra jorden.

At jorden udstråler 240 W/m^2 kommer lidt bag på mig,
det er meget systens jeg, når man sammenligner med de
1000W/m^2 man optimalt kan håbe på at modtage med
sol paneler/celler på sit hustag.

Det kunne være 'sjovt' at se en graf over hvordan den infrarøde
stråling aftager med afstanden fra jorden og solen for den sags skyld.

snakker man eks. 1370 watt ved jorden og 1000w ved jupiter
eller 0,000001watt

Post by Filip Larsen
Hvis kun jorden er synlig falder disse tal til 60 W/m^2

mhm, så 180w/m^2 af de 240w/m^2 er reflektion af solen ?

Post by Filip Larsen
Det er lidt ligesom at stå foran et kæmpebål i en snestorm; selvom man totalt set
kan holde varmen, så fryser man alligevel numsen af hvis ikke man vender
den mod bålet en gang i mellem :).

lol, ja hvem kan agumentere imod denne analogi.

Post by Filip Larsen

Post by Jan Rasmussen
Skyldes denne forskel imellem blank og rusten, at rusten har størrer
udstrålings overflade, kontra blankpoleret. ?

Jeg er ikke bekendt med en simpel fysisk forklaring på hvorfor det er
sådan.

Lidt lomme teori,,

For mig repræsentere blank og eks. sandblæst
forskellen imellem 2d og 3d udbredelse i rummet, so to speak

Hvis man som udgangspunkt starter med en ren jern terning
og blankpolere overfladen ned til 1 atoms forskel i højde,
er arealet af overfladen så ikke størrer i et kaotisk bjerglandskab
på 400micron og dermed udstrålings overfladen størrer ?
og har langbølget infrarød stråling ikke nemmere ved
at blive absoberet i 'bjerglandskabet' fremfor den blanke
reflekterende. ?

kan man siger , jo mere blank et matriale er, jo mere plant 2d
aktigt er det( i atom skala), og bedere til at reflektere lys/ir ?

Jeg sidder lige og tænker,, knækker man en blank jern plade midt over
så er enderne matte, så det samme matriale kan både være blank/mat
(kontra rusten/iret/forkromet - hvor overfladen er af en anden kemisk
sammensætning ind det underliggende matriale)
og mat er for vores øjne mat fordi relektionen er kaotisk og ikke vinkelret
som et spejl og absobationen er størrer.

Post by Filip Larsen
[1] Human Spaceflight, Mission Analysis and Design, Larson og Pranke (Eds), McGraww-Hill.
[2] Space Systems Engineering, Fortescue og Stark, Wiley 1995.

Respect !

:-)

Jan Rasmussen

[Filip Larsen]

Jan Rasmussen skrev

Post by Jan Rasmussen
Jeg troede 1000w udstrålet inde i tønden var nok til at overvinde den
manglene isolering og opnå 21'°c

Formlen for strålingsbalance i et rum hvor der kun er baggrundsstråling
er

P = sigma*A*(T^4 - T0^4)

så hvis du kender to af størrelserne P, A og T, så kan den sidste
beregnes (strengt taget kan sigma også varieres via valg af
overfladetype). Hvis man har indstråling fra solen, jorden eller lign
ser man normalt bort fra T0^4 bidraget fra baggrundsstrålingen.

Med T = 293 K fås P/A = 418 K/m^2, dvs. for P = 1000 W er A = 0,76 m^2
hvilket svarer til en kugle med diameter 0,87 m. Du må selv regne ud
hvor stor din tønde skal være for at have dette areal.

Post by Jan Rasmussen
Er der så ikke stor forskel på om tønden(lag1)
består af jern(fe) eller eks. kobber(Cu) og titanium ?

Det har betydning for det præcises forløb af temperaturen over tid i de
enkelte dele af tønden, når man enten starter ude af balance eller hvis
indstråling til tønden varierer i tid eller rum (hvilke den altid gør i
praksis). Ved strålingsbalance antager man, at hvert lag har samme
konstante temperatur overalt (uendelig stor varmeledningsevne) for at få
nogle simplere modeller.

Post by Jan Rasmussen
og hvis man skal bruge 1000w for at 'holde' 194k i en jern tønde
skal man så bruge ~250w/for at holde 194k i en titanium tønde ?
eller hænger det ikke sådan sammen ?

Hvis der kun er baggrundsstråling vil sluttemperaturen være uafhængig af
varmekapacitet og -ledningsevne. Hvis indstrålingen derimod varierer vil
større varmekapacitet betyde, at de tilsvarende temperaturvariationer
sker langsommere.

Post by Jan Rasmussen
At jorden udstråler 240 W/m^2 kommer lidt bag på mig,
det er meget systens jeg, når man sammenligner med de
1000W/m^2 man optimalt kan håbe på at modtage med
sol paneler/celler på sit hustag.

Tja, de 240 W/m^2 svarer til at man "ser" ind på en 255 K (-18 grader C)
varm overflade, så helt mærkeligt er det ikke. Faktisk svarer maksima og
minima i jordens strålingsspektrum hhv. til en 288 K og 218 K
sort-legeme stråling, så afhængig af hvad materialer der absorberer
strålingen kan jorden sagtens "føles" varmere eller koldere end 255 K.

Post by Jan Rasmussen
Det kunne være 'sjovt' at se en graf over hvordan den infrarøde
stråling aftager med afstanden fra jorden og solen for den sags skyld.

Strålingsintensiteten aftager med kvadratet på afstanden fra kilden.

Post by Jan Rasmussen
snakker man eks. 1370 watt ved jorden og 1000w ved jupiter
eller 0,000001watt

I jupiters afstand er "solarkonstanten" ca. 3,7% af sin værdi ved
jorden, dvs. ca. 50 W/m^2. Omvendt er den 667% eller 9,1 kW/m^2 ved
Mekur, så der vil din tønde nok hurtigt blive noget smålun.

Post by Jan Rasmussen

Post by Filip Larsen
Hvis kun jorden er synlig falder disse tal til 60 W/m^2

mhm, så 180w/m^2 af de 240w/m^2 er reflektion af solen ?

Jeg udtrykte mig ikke klart nok. De 60 W/m^2 svarer til 1/4 af 240 W/m^2
og tallet 1/4 kommer fra, at en kugle med overfladen 4pi r^2 har et
projekteret areal på pi r^2, dvs det kvarte af overfladen. Eller med
andre ord, en kugle der absorberer stråling fra en uendelig fjern
lyskilde vil absorbere lige så meget som en skive med samme radius
placeret vinkelret på strålingen. For legemer der tilnærmelsesvis er
kugleformet kan man altså i overslag regne med, at det kvarte af
overfladen ser sol- og planetstråling, mens baggrundsstrålingen og
udstråling "dækker" det fulde areal.

Post by Jan Rasmussen
For mig repræsentere blank og eks. sandblæst
forskellen imellem 2d og 3d udbredelse i rummet, so to speak

Det er ikke helt så enkelt. Mig bekendt kan en del materialers
reflektionsforhold forklares med elektromagnetisk bølgemodel af lys der
vekselvirker med partikelstrukturen i materialet. Om materialet er plant
eller ej har nok betydning, men på en inddirekte måde.


Mvh,

[Filip Larsen]

Jeg skrev

Post by Filip Larsen
Med T = 293 K fås P/A = 418 K/m^2, dvs. for P = 1000 W er A = 0,76 m^2
hvilket svarer til en kugle med diameter 0,87 m.

Suk, der skal stå A = 0,76pi m^2 = 2,39 m^2.


Mvh,

[Sven]

Post by Jan Rasmussen
Hvad med den varme energi en 80kg levende meneske krop generere

Det vil kroppen jo ikke levere ret længe, da temp. relativt hurtigt når
derned, hvor personen i tønden er død af kulde. Selvfølgelig afhængig af,
hvad tøj han/hun har på :-)

[Preben Riis Sørensen]

Post by Jan Rasmussen
Denne tønde bliver nu på bedste star trek vis beam'et fra laboratoriet
med temp. på 21° til 400km højde over jorden på "nat siden" og bliver der,
(i skygge for solen).

Hvis han ville gøre et stop i nærheden af Jorden, ville han befinde sig i
flere hundrede grader varm luft. Men det bliver han ikke stegt af, da den er
meget tynd. Temperaturbegrebet smuldrer og bliver uanvendeligt hvis man ikke
kender massefylden af det stof der måles i. Det ville nok tage lang tid at
skolde grise i 70 grader varm luft.
--
M.V.H.
Preben Riis Sørensen
***@esenet.dk

[Jeppe Madsen]

Post by Jan Rasmussen
Hej
Vi hade på arbejde en lille disskution omkring temperatur i rummet,
hvor den dominerende holdning var at i rummet var der -273°c basta.
min holdning er at for at snakke om teperatur skal der være materie/stråling
vacuum i sig selv er ikke koldt eller varmt. osv.

2.725 +/- 0.002 K
http://www.justfuckinggoogleit.com/search.pl?query=temperature+space

http://www.straightdope.com/mailbag/mspacetemp.html

Post by Jan Rasmussen
Kort sagt, Vil vores forsøgs person for brug for opvarmning eller
afkøling af 'kabinen' ? og efter hvor lang tid. ?
Jeg forestiller mig at en mand(80kg-default) hopper ned i en 'olietønde'
( enkelt 10mm jern lag, ingen isolering), og låget bliver svejset på,
nu er det så heldigt at nede i tønden befinder sig en lille magisk box der søger
for ilt/co2/vand/mad/afføring/ mm. i evig tid
men den er temperatur neutralt 20° ind 20° ud. osv.
Denne tønde bliver nu på bedste star trek vis beam'et fra laboratoriet
med temp. på 21° til 400km højde over jorden på "nat siden" og bliver der,
(i skygge for solen).
Der går 20 sekunder fra låget bliver lagt på tønden til den er ude i rummet.

varmen vil gradvis udstråles, hvordan og hvor hurtigt afhænger af
designet...

Post by Jan Rasmussen
Jan Rasmussen

[Jan Rasmussen]

Post by Jeppe Madsen
2.725 +/- 0.002 K
http://www.justfuckinggoogleit.com/search.pl?query=temperature+space
http://www.straightdope.com/mailbag/mspacetemp.html

Nu var det ikke bagrundsstrålingen og universets temperatur jeg vill vide
noget om.

Jan Rasmussen