Total katastrofe

John Niclasen skrev:Hvordan opnår et system termodynamisk ligevægt med sig selv, og hvorfor er huset i vakuum i tankeeksperimentet evt. ikke i ligevægt?

Måske spørgsmålet skulle være: hvorfor siger du, termodynamisk ligevægt kan have temperaturgradienter i dette tilfælde med et hus, når kilder, du henviser til, siger ens temperatur overalt i systemet?

IBDaMann skrev:
Begrebet termisk ligevægt er enkelt og ligetil, men alt for ofte bliver det alt for kompliceret. I termodynamik betyder "ligevægt" blot, at mængden af ​​energi, der kommer ind, er lig med den mængde, der kommer ud. Inden for denne diskussions sammenhæng er en planet eller et hus i ligevægt, hvis det udstråler med præcis den hastighed (effekt), som det modtager energi.

D.v.s. du påstår, at temperaturen yderst i muren ud mod vakuum er lavere end 20°C, som er inde i huset.

Dette er ikke termodynamisk ligevægt.

John Niclasen skrev:Konsekvensen af termodynamisk ligevægt er, at der er samme temperatur overalt i systemet.

John Niclasen skrev:(Dette er den klassiske forklaring, hvor man ser bort fra tyngdefelter, som jeg ser det.)

Husets yderside har arealet, A, og det stråler energi iflg.:

P/A = epsilon sigma T^4

John Niclasen skrev: hvor T er 20°C = 293 Kelvin (i det mindste til at begynde med).

John Niclasen skrev:Isolér P, og vi har den effekt (engelsk: power), som energikilden skal levere for at bibeholde 20°C i huset.

Hvorfor mener du, der opstår temperaturgradienter?

John Niclasen skrev:

Konsekvensen af termodynamisk ligevægt er, at der er samme temperatur overalt i systemet.

IBDaMann skrev:

John Niclasen skrev:Konsekvensen af termodynamisk ligevægt er, at der er samme temperatur overalt i systemet.

Ukorrekt. Jeg gav dig den rigtige definition. Resultatet af termisk ligevægt er, at temperaturen ikke ændres.

John Niclasen skrev:(Dette er den klassiske forklaring, hvor man ser bort fra tyngdefelter, som jeg ser det.)

Husets yderside har arealet, A, og det stråler energi iflg.:

P/A = epsilon sigma T^4

Huset vil stråle termisk ifølge Stefan Boltzmann:

Radiance = Kelvins^4 * Emissivitet * StefBolt

Du skal angive husets emissivitet.

John Niclasen skrev: hvor T er 20°C = 293 Kelvin (i det mindste til at begynde med).

Nå, det bliver ikke 293 Kelvin.

Den udstrålende overflade (uden for huset) bliver koldere. Hvor meget det bliver koldere afhænger af husets fysiske egenskaber og dets tilsvarende ligevægtstemperaturgradient.

John Niclasen skrev:Isolér P, og vi har den effekt (engelsk: power), som energikilden skal levere for at bibeholde 20°C i huset.

Hvorfor mener du, der opstår temperaturgradienter?

Temperaturgradienter opstår som følge af strømmen af ​​termisk energi.

Du kan ikke udføre nogen beregninger uden at specificere: 1. husets emissivitet, 2. den absolutte temperatur på den ydre overflade (som specifikt vil være mindre end 293 Kelvin)

w> P: 293 ** 4 * 5.67e-08 * 24
== 10'029.1651300008

John Niclasen skrev:Er det p.gr.a. oversættelse (fra engelsk?), at du skriver "termisk ligevægt", hvor jeg på dansk skriver "termodynamisk ligevægt"? Mener du det samme?

John Niclasen skrev:Then we can say that a system is in thermal equilibrium with itself if all parts of it are at the same temperature.

John Niclasen skrev:Hvis denne definition er forkert, er der så andre ting fra den bog, du mener er forkerte?

John Niclasen skrev:Hvorfor vælger du "radiance", som er pr. steradian? Hold det simpelt og gør som jeg at regne total effekt for hele huset ud.

John Niclasen skrev:Nej, jeg skal ikke. Jeg kan, men jeg skal ikke.

John Niclasen skrev:Det er en konstant, og du er fri til at vælge en passende værdi for det hus, du evt.

John Niclasen skrev:Hvis du vil gøre det simpelt, kan du vælge, at huset er helt sort, og så er emissivitet 1, og du kan tage den ud af ligningen.

John Niclasen skrev: Ok, hvad mener du så, det bliver?

John Niclasen skrev:Jeg regner den totale effekt ud til godt 10 kW, d.v.s. energikilden inde i huset skal levere 10 kW for termodynamisk equilibrium med en temperatur på 20°C, og energi strålende væk fra ydersiden af huset. (Hvis du pakker huset ind i f.eks. aluminiums-folie og benytter tilhørende lave emissivitet, så skal du kun bruge godt 300 Watt.)

John Niclasen skrev:Som jeg ser det, vil temperaturen i mit eksempel med denne energikilde på godt 10 kW være 20°C overalt i huset, indvendigt som yderst på husmurene.

John Niclasen skrev:Og for at der ingen yderligere misforståelse skal være: Enhver del af huset (af systemet) er i kontakt med enhver anden del, så termisk energi kan flyde fra sted til sted ved thermal conduction.

IBDaMann skrev:
Vi kan ikke. Jorden er i ligevægt. Dagsiden er varmere end natsiden.

IBDaMann skrev:
Hvad jeg mener er termodynamikkens nulte lov. Hvis du læser den på dansk, ved du, hvad jeg henviser til.

John Niclasen skrev:Then we can say that a system is in thermal equilibrium with itself if all parts of it are at the same temperature.

Vi kan ikke. Jorden er i ligevægt. Dagsiden er varmere end natsiden.

John Niclasen skrev:Hvorfor vælger du "radiance", som er pr. steradian? Hold det simpelt og gør som jeg at regne total effekt for hele huset ud.

"Radiance" er det rigtige udtryk.

Radiance = Kelvins^4 * Emissivitet * StefBolt er den korrekte ligning.

Radiance = P/A (Power / Area)

Jeg anbefaler, at du lærer Stefann-Boltzmann lidt bedre.

John Niclasen skrev:Hvis du vil gøre det simpelt, kan du vælge, at huset er helt sort, og så er emissivitet 1, og du kan tage den ud af ligningen.

At male det sort etablerer ikke en emissivitet på 1,0

John Niclasen skrev: Ok, hvad mener du så, det bliver?

Jeg har ingen ide. Du vil ikke angive husets emissivitet.

The moment you specified the temperature of the central heater, you specified that the house's outer temperature was strictly less than that temperature because of temperature gradients.

The house cannot be of uniform temperature, I'm sorry. The outside surface is much colder than the central heater.

John Niclasen skrev:Jeg regner den totale effekt ud til godt 10 kW, d.v.s. energikilden inde i huset skal levere 10 kW for termodynamisk equilibrium med en temperatur på 20°C, og energi strålende væk fra ydersiden af huset. (Hvis du pakker huset ind i f.eks. aluminiums-folie og benytter tilhørende lave emissivitet, så skal du kun bruge godt 300 Watt.)

Hvordan har du beregnet det uden husets emissionsværdi?

John Niclasen skrev:Som jeg ser det, vil temperaturen i mit eksempel med denne energikilde på godt 10 kW være 20°C overalt i huset, indvendigt som yderst på husmurene.

Huset ville ikke have en ensartet temperatur.

John Niclasen skrev:Og for at der ingen yderligere misforståelse skal være: Enhver del af huset (af systemet) er i kontakt med enhver anden del, så termisk energi kan flyde fra sted til sted ved thermal conduction.

Er der en del af loftet, der ikke er i kontakt med gulvet?

Bedre formulering: Der er ingen usammenhængende dele af huset adskilt i vakuumet.

John Niclasen skrev:Jeg læser om 0. lov, at "I praksis betyder termodynamisk ligevægt, at objekterne har samme temperatur." Dette passer med den opfattelse, jeg havde, før jeg igen slog det op og læste det. Det undrer mig, at du har en anden definition. Hvis objekter bringes i fysisk kontakt med hinanden, og de kan bibeholde forskellig temperatur, uanset hvor længe de holdes i kontakt med hinanden, hvordan kan et termometer så fungere?

John Niclasen skrev:Jeg er stødt på begrebet "radiance" i sammenhænge, hvor det har anden betydning. Det er årsag til forvirring, når de samme begreber har forskellig betydning i forskellige grene af videnskaben. Men det er ikke noget problem nu. Jeg er med på, at
Radiance = P/A

John Niclasen skrev:

IBDaMann Niclasen skrev:
Hvordan har du beregnet det uden husets emissionsværdi?

Den blev sat til 1.

John Niclasen skrev:

IBDaMann Niclasen skrev:
Huset ville ikke have en ensartet temperatur.

Ok, hvorfor ikke? Hvad vil temperaturen være de forskellige steder i huset? Hvordan regner du det ud?

delphi skrev:Men hvor er den termiske energi fra molekylernes temperaturfald?

IBDaMann skrev:

delphi skrev:Men hvor er den termiske energi fra molekylernes temperaturfald?

Den termiske energi omfordeles.

delphi skrev:

IBDaMann skrev:

delphi skrev:Men hvor er den termiske energi fra molekylernes temperaturfald?

Den termiske energi omfordeles.

Ja det gør den. B.la. via den Adiabatiske proces løftes luften og termisk energi omsættes til potentiel energi ved at løfte luften.

Robert Wagner skrev:

delphi skrev:

IBDaMann skrev:

delphi skrev:Men hvor er den termiske energi fra molekylernes temperaturfald?

Den termiske energi omfordeles.

Ja det gør den. B.la. via den Adiabatiske proces løftes luften og termisk energi omsættes til potentiel energi ved at løfte luften.

Hvad sker der med temperaturen af luften, når du tager 1l luft og fylder den i en 2l beholder, der før var helt tomt?

I praksis betyder termodynamisk ligevægt, at objekterne har samme temperatur.

In other words, if two objects are in thermal equilibrium, they have the same temperature.

IBDaMann wrote:
Da du forestillede dig dit "hus i rummet"-scenarie, antog du forkert, at alt i huset simpelthen ville opnå ensartet temperatur, når huset nåede ligevægt. Du burde have bemærket, at ydervæggene nødvendigvis ville have en meget lavere temperatur på grund af den termiske stråling, der holder ydersiden en meget lavere temperatur. Afkølingen begynder der.

Some of the energy entering the Earth system is radiated away again from the top of the clouds and the atmosphere in general. If your statements are true, then the temperature at ground must depend on the composition of the atmosphere between the ground and the clouds and upper atmosphere.

delphi skrev:

Robert Wagner skrev:

delphi skrev:

IBDaMann skrev:

delphi skrev:Men hvor er den termiske energi fra molekylernes temperaturfald?

Den termiske energi omfordeles.

Ja det gør den. B.la. via den Adiabatiske proces løftes luften og termisk energi omsættes til potentiel energi ved at løfte luften.

Hvad sker der med temperaturen af luften, når du tager 1l luft og fylder den i en 2l beholder, der før var helt tomt?

Vil temp. ikke være det samme? Når V fordobles så må P halveres og produktet giver det samme

Robert Wagner skrev:

delphi skrev:

Robert Wagner skrev:

delphi skrev:

IBDaMann skrev:

delphi skrev:Men hvor er den termiske energi fra molekylernes temperaturfald?

Den termiske energi omfordeles.

Ja det gør den. B.la. via den Adiabatiske proces løftes luften og termisk energi omsættes til potentiel energi ved at løfte luften.

Hvad sker der med temperaturen af luften, når du tager 1l luft og fylder den i en 2l beholder, der før var helt tomt?

Vil temp. ikke være det samme? Når V fordobles så må P halveres og produktet giver det samme

Det gør den nemlig ikke. Energien i luften er den samme, men temperaturen falder.

delphi skrev:
Men hvis huset er inde i et vakuum og termisk transport er umulig via molekyleberøring og der er ingen IR-transport, så vil hele rummet og husdele opnå 20 C, hvis rummet kommer fra et lavere temperaturniveau og oven lige præcis lukker ned når den er over 20 C og over tid så udjævner hele energien sig i rummet og til husdele, og alle dele og rummet er 20 C. Nu det lige meget om rummet isoleres mere.

John Niclasen skrev:

delphi skrev:
Men hvis huset er inde i et vakuum og termisk transport er umulig via molekyleberøring og der er ingen IR-transport, så vil hele rummet og husdele opnå 20 C, hvis rummet kommer fra et lavere temperaturniveau og oven lige præcis lukker ned når den er over 20 C og over tid så udjævner hele energien sig i rummet og til husdele, og alle dele og rummet er 20 C. Nu det lige meget om rummet isoleres mere.

At to legemer opnår samme temperatur, når de kommer i berøring med hinanden må betyde, at termisk konduktion i faste stoffer og i gasser med et vis tryk må overtrumfe varmestråling fra et legeme til vakuum.

I tankeeksperimentet er der ikke nogle molekyler uden for huset. Der er vakuum. D.v.s. der er ikke noget varmereservoir, som er en stor samling molekyler med en temperatur.

Hvis vi forestiller os samme hus placeret på Jorden en overskyet og blæsende dag, hvor der er 10°C uden for huset, så vil varmereservoiret, som atmosfæren er nær jordoverfladen omkring huset, og med en temperatur på 10°C sørge for, at temperaturen på ydermurene af huset vil være tæt på 10°C, uanset hvad man så gør inde i huset.

Hvis huset har tynde og dårligt isolerede vægge, så vil man skulle bruge en masse energi inde i huset for at holde en temperatur på 20°C indendøre. Hvis murene er tykke og godt isolerede, så vil man kun skulle bruge lidt energi.

Man kan ikke nemt ændre temperaturen på ydersiden i denne situation.
Det kan man nemt, når huset ikke er omgivet af et varmereservoir, men omgivet af det tomme Rum.

delphi skrev:

Robert Wagner skrev:

delphi skrev:

Robert Wagner skrev:

delphi skrev:

IBDaMann skrev:

delphi skrev:Men hvor er den termiske energi fra molekylernes temperaturfald?

Den termiske energi omfordeles.

Ja det gør den. B.la. via den Adiabatiske proces løftes luften og termisk energi omsættes til potentiel energi ved at løfte luften.

Hvad sker der med temperaturen af luften, når du tager 1l luft og fylder den i en 2l beholder, der før var helt tomt?

Vil temp. ikke være det samme? Når V fordobles så må P halveres og produktet giver det samme

Det gør den nemlig ikke. Energien i luften er den samme, men temperaturen falder.

Eks. med cykelpumpen her stiger temp. jo godt nok, så det lyder sandsynlig. Men hvordan passer det så lige med gasligningen.

delphi skrev:


Dette vil ca. være konditionerne for luft i jordhøjde og i 20 km hvis man ser på atmosfæren se



Eller hvis der er 1 kg luft ved 20 C i cylinderen og cylinderen trækkes ud så vil temp. falde til - 50 C..

Men hvad sker der nu hvis luften var mættet med 15 g kondensat som nu udkondenserer i forløbet?

Som sagt, den våd adiabatiske gradient er lavere en den tøradiabatiske.

John Niclasen skrev:At to legemer opnår samme temperatur, når de kommer i berøring med hinanden må betyde, at termisk konduktion i faste stoffer og i gasser med et vis tryk må overtrumfe varmestråling fra et legeme til vakuum.

John Niclasen skrev:I tankeeksperimentet er der ikke nogle molekyler uden for huset. Der er vakuum. D.v.s. der er ikke noget varmereservoir, som er en stor samling molekyler med en temperatur.

Hvis vi forestiller os samme hus placeret på Jorden en overskyet og blæsende dag, hvor der er 10°C uden for huset, så vil varmereservoiret, som atmosfæren er nær jordoverfladen omkring huset, og med en temperatur på 10°C sørge for, at temperaturen på ydermurene af huset vil være tæt på 10°C, uanset hvad man så gør inde i huset.

Hvis huset har tynde og dårligt isolerede vægge, så vil man skulle bruge en masse energi inde i huset for at holde en temperatur på 20°C indendøre. Hvis murene er tykke og godt isolerede, så vil man kun skulle bruge lidt energi.

Man kan ikke nemt ændre temperaturen på ydersiden i denne situation.
Det kan man nemt, når huset ikke er omgivet af et varmereservoir, men omgivet af det tomme Rum.

delphi skrev:

Som sagt, den våd adiabatiske gradient er lavere en den tøradiabatiske.

Åhe jo.

Men i analog til atmosfæren så udkondenseres vandet når der bliver koldt i cylinderen, og energen fra faseovergangen er i luftmolekylerne, og vandet fra dampen ligger i bunden af cylinderen.

Og hvis det samlede system er et lukket system, så alt energien er i luften, og forsvinder ikke ud gennem væggene i cylinderen. OG kondensatet nu udtages.

Nu må stemplet for det samme tryk som uden kondensatenergien trykke stemplet længere ud pga. øget hastighed på molekylerne.

Når stemplet så trykkes tilbage til samme udgangspunkt som ved begyndelsen, så må rumfanget være det samme som før men nu uden vanddampen i luften.

Robert Wagner skrev:

delphi skrev:

Som sagt, den våd adiabatiske gradient er lavere en den tøradiabatiske.

Åhe jo.

Men i analog til atmosfæren så udkondenseres vandet når der bliver koldt i cylinderen, og energen fra faseovergangen er i luftmolekylerne, og vandet fra dampen ligger i bunden af cylinderen.

Og hvis det samlede system er et lukket system, så alt energien er i luften, og forsvinder ikke ud gennem væggene i cylinderen. OG kondensatet nu udtages.

Nu må stemplet for det samme tryk som uden kondensatenergien trykke stemplet længere ud pga. øget hastighed på molekylerne.

Når stemplet så trykkes tilbage til samme udgangspunkt som ved begyndelsen, så må rumfanget være det samme som før men nu uden vanddampen i luften.

Ahh, det er jeg nu ikke så sikker på. Du kommer til at mangle volumen af vanddampen.

delphi skrev:

Robert Wagner skrev:

delphi skrev:

Som sagt, den våd adiabatiske gradient er lavere en den tøradiabatiske.

Åhe jo.

Men i analog til atmosfæren så udkondenseres vandet når der bliver koldt i cylinderen, og energen fra faseovergangen er i luftmolekylerne, og vandet fra dampen ligger i bunden af cylinderen.

Og hvis det samlede system er et lukket system, så alt energien er i luften, og forsvinder ikke ud gennem væggene i cylinderen. OG kondensatet nu udtages.

Nu må stemplet for det samme tryk som uden kondensatenergien trykke stemplet længere ud pga. øget hastighed på molekylerne.

Når stemplet så trykkes tilbage til samme udgangspunkt som ved begyndelsen, så må rumfanget være det samme som før men nu uden vanddampen i luften.

Ahh, det er jeg nu ikke så sikker på. Du kommer til at mangle volumen af vanddampen.

Vanddamp absorberer ind i luften og rumfanget af luften er det samme som uden vanddamp.

Ikke rigtigt, vanddamp opfører sig næsten som et ideal gas.

delphi skrev:

Ikke rigtigt, vanddamp opfører sig næsten som et ideal gas.

Okay! Vil det så sige at når 20 C varm luft kan indeholde ca. 15 g vanddamp pr. kg luft, kan man så bare frit kondensere vanddampen ved 100 C eller hvordan.

Hvis du har vanddamp og luft, er det anderledes grundet partial trykket.

IBDaMann skrev:

John Niclasen skrev:At to legemer opnår samme temperatur, når de kommer i berøring med hinanden må betyde, at termisk konduktion i faste stoffer og i gasser med et vis tryk må overtrumfe varmestråling fra et legeme til vakuum.

De vil nå den samme temperatur ved kontaktpunktet. Objekterne vil ikke have nogen grund til at blive ensartede i temperatur.

Ledning og konvektion overtrumfer ikke på en eller anden måde termisk stråling. De sker alle sammen. Ingen af ​​dem har prioritet. Hverken udelukker den anden.

John Niclasen skrev:Let me hear your opinion on a different example. Let's remove the energy source within the house, and instead have a cosmic background radiation from space of not as from a 3K black-body, but from a 20°C black-body.

Will the outside of the house now be 20°C? As I see it, it will, and the house will radiate as a 20°C gray body with some emissivity, as absorptivity = emissivity (Kirchhoff's law). And some of the 20°C cosmic background radiation will be reflected.

Will there now be temperature gradients in the house?

delphi skrev:

Hvis du har vanddamp og luft, er det anderledes grundet partial trykket.

Ja det er sådan set rigtig nok, men det er stadig forholdet at vanddampen absorberer ind i luften som ikke påvirker rumfanget af luften. I termisk drevne varmepumper udnyttes f.eks. vand som absorber af ammoniak og ammoniak fordamper ved et lavt tryk og absorberer ind i vandet ved lav temperatur. Nu ledes vandet over i et andet kammer og temperaturen hæves, og ammoniakdampen frigives ved et højre tryk og kondenserer nu ved en højere temperatur og et højere partial tryk overvindes af de varmere omgivelser. Men vandets rumfang er det samme uanset om ammoniakken er absorberet ind i vandet.

delphi skrev:
Her Duhring diagrammet for en absorptionsproces i en varmepumpefunktion se



Og forklaringen til processen http://xqw.dk/work/FG22/Dec/abso/duhr.pdf og Lithium bromide har samme volumen hele vejen igennem.

delphi skrev:
Nej ikke direkte. Men her et datablad på en Libr varmepumpe som køler vand til 4,5 C som betinger at vanddamp koger ved en lavere temperatur end 2 C når der er tab i varmeveksler. http://xqw.dk/work/FG22/Dec/abso/absorp.pdf ved 2 C fylder dampen 180 m3 fra 1 kg vand. Hvis LIbr ændrede volumen ville hele konceptet med at bruge kredsen som 'pumpe' for at løfte trykket i vanddampen gå tabt.