IR fra kalde objekt til varme objekt

Started by Ryddegutt, 30.10.2015, 22:23:52

Previous topic - Next topic

Smiley

Quote from: Observer on 29.05.2016, 01:19:14
Jeg føler at hele den eviglange diskusjonen her inne er helt skivebom!

NÃ¥r vi snakker om GLOBAL oppvarming sÃ¥ menes det ikke at selve DEN FYSISKE JORDKLODEN skal bli varmere. Det er kun DEN NEDERSTE DEL AV ATMOSFÃ?REN, den som har betydning for oss, som eventuelt forventes Ã¥ bli varmere. NÃ¥r man vil mÃ¥le temperaturen i luften stikker man vel ikke termometeret NED i bakken? Solens innkomne strÃ¥ling er relativt konstant slik at det totale energibudsjettet ogsÃ¥ er konstant siden all strÃ¥ling til slutt finner veien ut til det frie rom. MEN, atmosfæren er ikke homogen men bestÃ¥r av en variasjon i gassfordeling fra bunn til topp. Det betyr at temperaturen varierer i de ulike lag. Derfor er problemet i fokus et spørsmÃ¥l om hvorvidt den delen av atmosfæren som berører oss her nede vil endre temperatur eller ikke som følge av ekstra CO2 utslipp. Det er en meget interessant diskusjon....men ikke om OBJEKTET selv, den fysiske kloden, blir varmere eller ikke, slik at det til slutt svir under fotbladene vÃ¥re. Debatten om varmeoverføring mellom to objekter (hvem som kan varme hvem), er derfor skivebom.  ( mener jeg og kaster meg for løvene...he he)

Hvis jordens overflate er i ideell temperatur i forhold til solinnstrålingen må også atmosfæren være det. De er i fysisk kontakt og utveksler energi på flere måter. Dessuten mottar de omtrent like mye energi fra solen. Du kan ikke endre energi tilstanden på den ene uten at det får konsekvenser for den andre.


Amateur2

#181
Quote from: Emeritus on 01.06.2016, 19:13:47
QuoteHva er "termisk strÃ¥ling" for noe Emeritus? 

Termisk stråling, varmestråling og det engelske Thermal radiation synes å være synonymer;

http://fysikk1.cappelendamm.no/c182191/sammendrag/vis.html?tid=303227

https://www.ntnu.no/studier/emner/EP8201#tab=omEmnet

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

https://snl.no/termisk_str%C3%A5ling

Det du med andre ord mener med termisk stråling er elektromagnetisk stråling, og da sannsynligvis i de infrarøde bølgelengdebåndet. Det er i hvert fall det referansene dine mener med termisk stråling. Da synes jeg vi heretter skal benytte de noe mer presise og mer vanlig brukte begrepene elektromagnetisk stråling, eventuelt IR stråling eller infrarød stråling.

Da er utfordringen å forklare hvordan varmetransporten skjer mellom to legemer når det er infrarød stråling som er overføringsmekanismen.

Her oppfatter jeg deg slik at det via IR-strÃ¥ling som emitteres fra de to legemer, skjer overføring av en slags form for virtuell varme som vi kan kalle "kaldvarme" i enn viss mengde fra det kalde objektet til det varme objektet, samtidig som det skjer en overføring av en slags form for virtuell varme som vi kan kalle "varmvarme" fra det varmere objektet til det kaldere objektet, men i en større mengde enn mengden "kaldvarme",  slik at "varmvarme" - "kaldvarme" = varme.

Spørsmålene blir da:
Hva er "kaldvarme" for noe rent fysisk?
Hva er "varmvarme" for noe rent fysisk?
Hva er forskjellen på "kaldvarme" og "varmvarme"?
Hvordan vet det varmere objektet at det ikke må finne på å absorbere mer "kaldvarme" enn det avgir "varmvarme" ?
Hvis det varmere objektet ikke greier å holde orden på dette så vil jo det kunne skje at det kaldere objektet varmet opp det varmere objektet. Det er vel egentlig litt ugreit i forhold til T2?


Emeritus

#182
QuoteDet du med andre ord mener med termisk strÃ¥ling er elektromagnetisk strÃ¥ling, og da sannsynligvis i de infrarøde bølgelengdebÃ¥ndet. Det er i hvert fall det referansene dine mener med termisk strÃ¥ling. Da synes jeg vi heretter skal benytte de noe mer presise og mer vanlig brukte begrepene elektromagnetisk strÃ¥ling, eventuelt IR strÃ¥ling eller infrarød strÃ¥ling. 

Jeg benytter termisk stråling, varmestråling eller Thermal radiation som synes å være fagtermene både i norske lærebøker i termodynamikk og tilsvarende i engelsk/amerikanske. Så vidt jeg forstår er termisk stråling mer en infrarød stråling som ligger i grensen for det synlige, elektromagnetisk stråling i bølgelengden 400 - 800nm, altså synlig lys, er også termisk stråling.

Okular har vært så vennlig og linke til tre bøker om temaet, slå opp i den første skrevet av Michael E. Modest

http://www.ucmerced.edu/content/michael-f-modest

Quotehttps://books.google.no/books?id=J2KZq0e4lCIC&printsec=frontcover&dq=radiation+heat+transfer&hl=no&sa=X&ved=0ahUKEwiFzd_x59LMAhXBBSwKHVSEBNMQ6AEISjAE#v=onepage&q&f=false
https://books.google.no/books?id=aeSYCgAAQBAJ&printsec=frontcover&dq=radiation+heat+transfer&hl=no&sa=X&ved=0ahUKEwiFzd_x59LMAhXBBSwKHVSEBNMQ6AEIMjAB#v=onepage&q=radiation%20heat%20transfer&f=false
https://books.google.no/books?id=y9zUEzA7iN0C&lpg=PP1&dq=radiation%20heat%20transfer&hl=no&pg=PP1#v=onepage&q&f=false

og du vil se at han i første setningen i kap. 1.1 - introduksjonskapittelet - benytter samme terminologi. Og når det holder for en velrenommert professor i fysikk, Norges ledende tekniske universitet og lærebøker i fysikk som har vært i omløp i over 40 år, så foreslår jeg heller at du tilpasser deg den terminologi som vitenskapen synes å benytte.

NÃ¥r det gjelder hvordan energien overføres, sÃ¥ er det ikke imaginert, men i følge Planck, Einstein og resten av røkla noe som skjer,  mens Claes Johnson utfordrer bÃ¥de Einstein og Planck, og mener at det ikke skjer. OgsÃ¥ dette er forklart i den aktuelle lærebok, og i de øvrige lærebøker som er linket til. Men siden du ber sÃ¥ pent skal jeg gi den forstÃ¥else jeg har, og her er det viktig - ikke minst for egen del - Ã¥ hold terminologien pÃ¥ plass.

- alle gjenstander over 0K stråler ut (emitterer) energi
- denne strålingen benevnes varmestråling, termisk stråling eller Thermal radiation
- dette er altså energi der energimengden bl.a. er avhengig av temperaturen på den emitterende gjenstand
- det benevnes termisk stråling uansett om den emitterende gjenstand er 34K eller 6000K
- alle gjenstander som har de fysiske egenskapene slik at de kan absorbere termisk stråling gjør det så lenge de mottar slik stråling fra andre emitterende gjenstander, en gjenstands absorberende egenskaper er bl.a. avhengig av hvilken bølgelengde den treffes av
- det benevnes varmestråling eller Thermal radiation uavhengig av om den emitterende gjenstanden er kaldere enn den absorberende gjenstanden, sagt med andre ord, fenomenet skifter ikke navn avhengig av om den termiske strålingen er på vei til en varmere eller kaldere gjenstand i forhold til den gjenstand den termiske strålingen kom fra
- mellom to gjenstander, T1 og T2, der gjenstandene er like og befinner seg i et tenkt lukket system, og der T1 er varmere enn T2, vil begge emittere og begge absorbere termisk stråling, når gjenstandene har oppnådd samme temperatur vil de fortsette å emittere og absorbere, men da like mye og de vil fortsette å beholde samme temperatur. Den i utgangspunktet varmere T1 har da emittert mer energi enn T2, og T2 har absorbert mer energi enn T1, nettoresultatet av denne radiative termiske energitransport som har varmet T2 til samme temperatur som T1, er varme.

Så til spørsmålene;

QuoteSpørsmålene blir da:
Hva er "kaldvarme" for noe rent fysisk?
Hva er "varmvarme" for noe rent fysisk?
Hva er forskjellen på "kaldvarme" og "varmvarme"?
Hvordan vet det varmere objektet at det ikke må finne på å absorbere mer "kaldvarme" enn det avgir "varmvarme" ?
Hvis det varmere objektet ikke greier Ã¥ holde orden pÃ¥ dette sÃ¥ vil jo det kunne skje at det kaldere objektet varmet opp det varmere objektet. Det er vel egentlig litt ugreit i forhold til T2? 

Jeg foreslår at du gir dette materialet til Raymond fra �stfold, det hadde vært kostelig å se han stå å spørre;

å er kallevarme forno' a, asså sånn reint fysisk, jeg skjønner ingenting jeg

eller denne

åssen kan en stein vetta at han ha blitt like varm som stenen vesiav, å så betemmern seg for å slutte å stråle ut varme, kan stener tenke nå a?

Observer

Smiley
"Hvis jordens overflate er i ideell temperatur i forhold til solinnstrålingen må også atmosfæren være det. De er i fysisk kontakt og utveksler energi på flere måter. Dessuten mottar de omtrent like mye energi fra solen. Du kan ikke endre energi tilstanden på den ene uten at det får konsekvenser for den andre."

Dere er utroelig flinke til å omgå argumenter å kommentere utenom:-)
Det du skriver Smiley er ikke i motsetning til mitt argument i det hele tatt.
Mitt poeng er at atmotsfæren varierer i temperatur og at det som er viktig for oss kun er den nedre del. Atmosfæren som et hele kan like fult være i ballanse med objektet jordens temperatur.

Okular

Quote from: Emeritus on 01.06.2016, 23:53:45
(...) å så betemmern seg for å slutte å stråle ut varme (...)

Det er ingenting som "stråler ut varme", Emeritus. Ting stråler ut ... wait for it ... stråling. Elektromagnetisk stråling. Varme er noe annet. Stråling er ikke varme. IR er ikke varme. Termodynamikkens andre hovedsetning omhandler "VARME", Emeritus. Ikke stråling. Prøv i det minste ...

Amateur2

#185
Quote from: Emeritus on 01.06.2016, 23:53:45

Jeg benytter termisk stråling, varmestråling eller Thermal radiation som synes å være fagtermene både i norske lærebøker i termodynamikk og tilsvarende i engelsk/amerikanske. Så vidt jeg forstår er termisk stråling mer en infrarød stråling som ligger i grensen for det synlige, elektromagnetisk stråling i bølgelengden 400 - 800nm, altså synlig lys, er også termisk stråling.

Engelsk Wikipedia sier følgende:
QuoteThermal radiation is electromagnetic radiation generated by the thermal motion of charged particles in matter.

Jeg har overhodet ikke problemer med begrepet termisk elektromagnetisk stråling med de definisjonene som gis over.
Grunnen til at jeg tok det opp, er at det i dine innlegg over tid har vært uklart om det er elektromagnetisk stråling du mener, eller om det har vært noe annet. Nå er vi enige om at termisk elektromagnetisk stråling eller bare termisk stråling kort og godt er elektromagnetisk stråling med bølgelengder som også omfatter stråling i bølgelengdeområdet for ultrafiolett lys, synlig lys og infrarødt lys.

Quote from: Emeritus on 01.06.2016, 23:53:45
NÃ¥r det gjelder hvordan energien overføres, sÃ¥ er det ikke imaginert, men i følge Planck, Einstein og resten av røkla noe som skjer,  mens Claes Johnson utfordrer bÃ¥de Einstein og Planck, og mener at det ikke skjer. OgsÃ¥ dette er forklart i den aktuelle lærebok, og i de øvrige lærebøker som er linket til. Men siden du ber sÃ¥ pent skal jeg gi den forstÃ¥else jeg har, og her er det viktig - ikke minst for egen del - Ã¥ hold terminologien pÃ¥ plass.

Claes Johnson har kommet med en forklaringsmodell for samvirke mellom elektromagnetisk strÃ¥ling og faste stoffer basert pÃ¥ klassisk elektromagnetisk bølgeteori kombinert med Planck sin forklaringsmodell for hvordan (termisk) elektromagnetisk strÃ¥ling emitteres og absorberes slik at kravet som ligger i T2 til konstant eller økende entropi for systemet ogsÃ¥ vil være tilfredsstilt. PÃ¥standen om hva Claes Johnson mener skjer i forhold til hva Planck og Einstein mener pÃ¥ dette omrÃ¥det, er mildt sagt misvisende og vitner om at man ikke har satt seg tilstrekkelig inn i hva Claes Johnson og Max Planck egentlig har lagt fram om temaet vitenskapelig. Tvert i mot sÃ¥ bygger Claes Johnson sin forklaringsmodell nettopp pÃ¥ Max Planck sin grunnleggende beskrivelse av termisk elektromagnetisk strÃ¥ling i interaksjon med faste stoffer. Det Claes Johnson har gjort er Ã¥ legge fram en alternativ utledning for Planck's lov. Claes Johnson gjør det ved bruk av klassisk elektrodynamikk uten Ã¥ mÃ¥tte ty til fotoner. Det forundrer meg at dette skal være sÃ¥ kontroversielt. Det mÃ¥tte eventuelt være fordi Claes Johnson sin forklaringsmodell kan bidra til Ã¥ fjerne et snev av mystikkens tÃ¥keslør i beskrivelsene som noen muligens  finner det opprtunt Ã¥ opprettholde.

Quote from: Emeritus on 01.06.2016, 23:53:45
- alle gjenstander over 0K stråler ut (emitterer) energi
Dette er det ingen uenighet om

Quote from: Emeritus on 01.06.2016, 23:53:45
- denne strålingen benevnes varmestråling, termisk stråling eller Thermal radiation
Som rett og slett er elektromagnetisk stråling

Quote from: Emeritus on 01.06.2016, 23:53:45
- dette er altså energi der energimengden bl.a. er avhengig av temperaturen på den emitterende gjenstand
Energiinnholdet og ikke minst fordelingen over bølgelengder i den elektromagneiske strålingen fra et objekt, er gitt av objektets indre energi og objektets egenskaper med hensyn til å emittere elektromagnetisk stråling. Objektets temperatur er en indikator på den indre energimengden som er lagret i objektet.

Quote from: Emeritus on 01.06.2016, 23:53:45
- det benevnes termisk stråling uansett om den emitterende gjenstand er 34K eller 6000K
Som fremdeles ikke er noe annet enn elektromagnetisk stråling

Quote from: Emeritus on 01.06.2016, 23:53:45
- alle gjenstander som har de fysiske egenskapene slik at de kan absorbere termisk stråling gjør det så lenge de mottar slik stråling fra andre emitterende gjenstander, en gjenstands absorberende egenskaper er bl.a. avhengig av hvilken bølgelengde den treffes av
Dette er i henhold til Kirchoff's lov for elektromagnetisk stråling i samvirke med objekter av fast stoff, en lov som ingen, såvidt jeg kan se, har bestridt her på forumet.

Quote from: Emeritus on 01.06.2016, 23:53:45
- det benevnes varmestråling eller Thermal radiation uavhengig av om den emitterende gjenstanden er kaldere enn den absorberende gjenstanden, sagt med andre ord, fenomenet skifter ikke navn avhengig av om den termiske strålingen er på vei til en varmere eller kaldere gjenstand i forhold til den gjenstand den termiske strålingen kom fra
På akkurat samme måte som elektromagnetisk stråling er et fellesnavn uansett hvilke bølgelengde strålingen har. Man har imidlertid underklasser av elektromagnetisk stråling som er relatert til bølgelengdeområder. Dermed kan man også velge å navngi den termiske elektromagnetiske strålingen i forhold til hvilket bølgelengdeområde den har. Det er kun et definisjonspørsmål som i visse tilfeller kan være hensiktsmessig for å tydeliggjøre f.eks. hvilket relativt temeperaturområde kilden strålingen stammer fra har i forhold til andre kilder som betraktes samtidig.

Quote from: Emeritus on 01.06.2016, 23:53:45
- mellom to gjenstander, T1 og T2, der gjenstandene er like og befinner seg i et tenkt lukket system, og der T1 er varmere enn T2, vil begge emittere og begge absorbere termisk stråling, når gjenstandene har oppnådd samme temperatur vil de fortsette å emittere og absorbere, men da like mye og de vil fortsette å beholde samme temperatur. Den i utgangspunktet varmere T1 har da emittert mer energi enn T2, og T2 har absorbert mer energi enn T1, nettoresultatet av denne radiative termiske energitransport som har varmet T2 til samme temperatur som T1, er varme.
Dette er en forenklet måte å se det hele på hvor man velger ikke å gå inn på hvordan de faktiske absorpsjons- og emisjonsmekanismene virker ned på et elektromagnetisk strålingsnivå i forhold til atom- og molekylnivå i det faste stoffet. Dvs. hvordan påvirker den elektromagnetiske strålingen og det faste stoffet hverandre gjensidig og simultant. Det er betimelig å stille spørsmål ved om disse mekanismene for absorpsjon og emisjon, som man vet må være der ut i fra hva man observerer, er fullstendig uavhengige av hverandre, eller om det er en form for samvirke mellom absorpsjonsmekanisme og emisjonsmekanisme slik at at entropien i systemet ikke avtar under gjensidig påvirkning. Det er dette Claes Johnson har sett på og utledet en forklaringsmodell for, en forklaringsmodell som ikke forutsetter at den elektromagnetiske strålingen må betraktes som fotoner, men kan sees som elektromagnetiske bølger.

Ettere mine begreper så virker hele uenigheten omkring termisk elektromagnetisk stråling sin påvirkning på faste stoffer og varmeoverføringen mellom objekter, som en skinnuenighet som noen ser det særdeles opprtunt å opprettholde, av for meg uforståelig grunner.

Det rent fysiske sluttresultatet er visst alle egentlig enige om. Varme er overføring av termisk energi fra et sted med høyere temperatur til et sted med lavere temperatur. Case closed.

Edit:
PS.
Jeg storkoste meg og humret godt over Emeritus sitt forslag til revytekst. Der traff han virkelig 5" spikeren på hodet og dro den godt inn på et slag!

Emeritus

Quote
Sitat fra: Emeritus på 01.06.2016, 23:53:45

(...) å så betemmern seg for å slutte å stråle ut varme (...)

Det er ingenting som "stråler ut varme", Emeritus. Ting stråler ut ... wait for it ... stråling. Elektromagnetisk stråling. Varme er noe annet. Stråling er ikke varme. IR er ikke varme. Termodynamikkens andre hovedsetning omhandler "VARME", Emeritus. Ikke stråling. Prøv i det minste ...

Okular; er det ingenting du ikke greier å kommentere uten å skape en stråmann. Her gir jeg først en beskrivelse av hvordan dette skjer så saklig og korrekt jeg kan, der jeg bl.a. definerer varme. Så skriver jeg forslag til en revytekst til Raymond fra �stfold omkring temaet termisk stråling der setningen avsluttes med steiner som kan tenke selv og slutter å utstråle varme. Så tar du en passasje fra denne revyteksten og tillegger meg som om det er min oppfatning. Så avslutter du med den vanlige overbærende William Connolley tilnærmingen, der du sukk og stønn, og kan du i det minste prøve å få dette inn i nøtta stilen.

Alt tyder jo pÃ¥ du har betydelig svikt nÃ¥r du ikke greier Ã¥ skille mellom en saklig del av et innlegg, og et Ã¥penbart forsøk pÃ¥ Ã¥ være morsom. Har du vurdert et alternativ til klimadebatten, noe enklere og mer i overensstemmelse med dine kognitive evner. 


Okular

#187
Quote from: Amateur2 on 01.06.2016, 21:54:09
Hvordan vet det varmere objektet at det ikke må finne på å absorbere mer "kaldvarme" enn det avgir "varmvarme" ?
Hvis det varmere objektet ikke greier å holde orden på dette så vil jo det kunne skje at det kaldere objektet varmet opp det varmere objektet. Det er vel egentlig litt ugreit i forhold til T2?

Dette begynner å bli interessant. La oss tenke oss et 'varmt' legeme med en flat overflate på 1m2 som stråler direkte mot et 'kjølig' legeme like over det med en konkav overflate på 1,5m2. Den konkave overflaten er formet slik at den geometrisk dekker nøyaktig den flate overflaten til det varme legemet under, og fokuserer strålingen fra det kjølige legemet akkurat inn til det varme legemets ene kvadratmeter, mens strålingen fra det varme legemet fordeles akkurat på det kjølige legemets halvannen kvadratmeter. Alt annet er vakuum og 0 K.

La oss så si at det varme legemet holder 25 grader (298K) og det kjølige 0 grader (273K) og at de begge har en emissivitet lik 1. Dette vil gi strålingsflukser på henholdsvis 447 og 315 W/m2, beregnet ved Stefan-Boltzmann-likningen.

Men hvor mange watt (W) - som tilsvarer joule (energi) per sekund - blir overført totalt per kvadratmeter overflate fra legemet på 0 grader til legemet på 25, og hvor mange fra legemet på 25 grader til legemet på 0?

Vel, det kjølige legemet samler sin fluks fra 1,5m2 og fokuserer den inn på 1m2 hos det varme legemet. Det skulle gi [1,5x315=] 472,5 W, det. Og motsatt, det varme legemet får sin fluks fra 1m2 spredt over 1,5m2 hos det kjølige legemet, noe som skulle gi [447/1,5=] 298 W.

Så, legemet på 0 grader overfører effektivt en strålingsfluks til legemet på 25 lik 472,5 W/m2, mens legemet på 25 grader effektivt overfører en strålingsfluks til legemet på 0 lik 298 W/m2.

Vil det si at det kjølige legemet i realiteten varmer det varme og det varme legemet kjøler det kjølige? Går den radiative varmeoverføringen i denne situasjonen fra kaldt til varmt? [472,5-298=] 174,5 W/m2 ...

Selvsagt ikke. T2 er absolutt. Uansett åssen du vrir og vender på det, så lenge du ikke utfører et arbeid for å tvinge varmen til å gå fra kaldt til varmt, så er det en fysisk umulighet.

Så åssen løser vi dette helt konkret?

Det vi har gjort er å forestille oss et mikroskopisk fenomen på en kvasimakroskopisk måte, nemlig ved å se for oss strålingen - eller den totale radiative fluksen - som en rekke med piler som alltid peker vinkelrett ut i rommet fra overflaten den forlater, omtrent som her:



Ingen av disse pilene er rettet tilbake inn i det konkave "hulrommet" som det øvre (kjølige) legemet omslutter. Alle er rettet direkte mot det nedre (varme) legemet. Slik vil det se ut som om en total strålingseffekt samlet fra 1,5m2 hos det øvre legemet fokuseres inn på 1m2 hos det nedre.

Tilsvarende vil strålingen fra det nedre (varme) legemet, ved det kvasimakroskopiske synet på stråling, gå rett opp fra den plane overflaten og direkte inn mot den fulle, kurvede overflaten til det øvre (kjølige) legemet, og slik spres over et større overflateareal enn det den gikk ut fra:



Men er det slik en strålingsvarmeoverføring skjer i virkeligheten? Nei, det kan det jo ikke være. For da hadde man enkelt kunne bryte T2. Og det kan man ikke.

Nei, i virkeligheten er de to temperaturbaserte strålingspotensialene til de to motstående legemene nettet ut allerede i rommet mellom dem, slik at det faktisk bare er 'nettoen' - varmefluksen, q - som forlater det varme legemet og som ankommer til det kjølige.

Hvordan kan vi konseptualisere dette?

Jo, i virkeligheten skjer 'utvekslingen' parallelt og simultant i hele strålingsfeltet mellom de to overflatene, men vi kan for enkelhets skyld velge oss et spesifikt tverrsnitt hvor det probabilistiske gjennomsnittet av alle fotonbaner og -frekvenser realiseres. Et slikt tverrsnitt kan for eksempel være inngangen til det konkave legemets "hulrom".

Hva skjer egentlig? Her er et forsøk på å visualisere det usynlige:

QuoteThe total radiation emitted by a cooling body is not correctly described merely as the sum of all the individual emission processes, as the particles can also absorb radiation. In the end, the statistics of a large number of emission AND absorption events determine the resultant radiation.

To start with, consider that the amount of radiation emitted by a hot body must depend on the number of particles in the hot body - the more particles the hot body contains, the more photons that can be emitted in each second. But having a large number of particles also increases the likelihood that some of the emitted photons will be absorbed by other particles in the body. Therefore, as more and more photons are created, there starts to be an exchange of energy from the photons back to the particles. This is the key issue - that the photons and particles have numerous interactions involving exchanges of energy. If the condition of numerous interactions is not met, then the resulting radiation will be quite different. We can think of the large number of photons, which are created in the body, as a second body of particles, so that there are two bodies present: the radiating matter (i.e., the atoms, molecules, or electrons) and a cloud of photons, both of which occupy the same volume. The particles in each body interact with those in the other, exchanging energy back and forth. The cloud of photons, though, is created by the matter particles and if more photons are created, then more energy is contained within the photon cloud. Now recall the fundamental laws of thermodynamics. The body of matter particles wants to cool by giving energy to the photon cloud (which will, in turn, carry the energy away into space). But, a hot body cannot heat another body to a temperature higher that itself. Therefore, the hottest the photon cloud can get is when it has the same temperature as the radiating body. In other words, if there are enough particles in the radiating body to produce a very large number of photons and photon-matter interactions, then the radiating body and the cloud of photons will achieve thermal equilibrium. The resultant radiation emitted from the body, then, is a cloud of photons at the same temperature as the body itself.

Med andre ord, den samlede strålingsfluksen som klarer å forlate det øvre, konkave (kjølige) legemet går ut gjennom utgangsåpningen til "hulrommet", og korresponderer direkte med (det kjølige) legemets temperatur og arealet til denne utgangens tverrsnitt, dvs. 1m2:



På samme måte kommer den samlede strålingsfluksen fra det nedre, flate (varme) legemet inn gjennom utgangsåpningen til det øvre, konkave (kjølige) legemets "hulrom", og korresponderer direkte med (det varme) legemets temperatur samt arealet til inngangens tverrsnitt, altså 1m2:



Hva har vi så?

Jo, den radiative varmeoverføringen går som seg hør og bør fra varmt til kaldt, og energimengden som overføres per tidsenhet fra det nedre til det øvre legemet er lik [447-315=] 132 W/m2; varmen, q.

Så det er altså kun denne 'nettoen', selve den registrerte overføringen, som når fra den varmere til den kjøligere overflaten. MEN, det som vil skje, ettersom de to legemene nærmer seg likevekt (det varme legemet mister energi til det kjølige og kjøles slik ned, det kjølige legemet mottar energi fra det varme og varmes slik opp, inntil de begge når samme temperatur), er at det varme legemet kjøles ned hurtigere enn det kjølige legemet varmes opp. Hvorfor? Fordi varmen som forlater det varme legemets overflate er hentet fra et areal på kun 1m2, mens den samme varmen, når den vel når det kjølige legemets overflate, vil måtte fordele seg over et vesentlig større areal (1,5x), og slik vil opplagringen av energi her gå tregere enn tappingen av energi fra det varme legemet. De to vil altså ikke møtes på midten hva temperatur angår. Likevektstemperaturen deres vil ende opp nærmere 0 grader enn 25.

Uansett, konklusjonen er: Vi må 'nette ut' energioverføringen F�R hver enkelt 'delfluks' når motsatt overflate ...

Emeritus

Nå har vi i ukesvis holdt gående en debatt om stråling fra kaldt til varmt, ja de fleste har vel fått med seg dette. Dette har fra Okulars side vært en stråmannsbonaza, der han basert på åpenbare terminoligifeil fra min og sikkert andres side, har holdt gående et bilde der jeg mener at noe kaldt kan varme opp noe varmt. En påstand enhver med et minimum av intellektuell redelighet i behold, vil se at det ikke er grunnlag for.

Så har vi blitt servert den regulære bløffen at det at en kaldere gjenstand via termisk stråling, kan tilføre energi til en varmere gjenstand, er noe som har dukket opp i klimasaken. Underforstått; at dette ikke var god fysikk før AGW debatten. Deretter har jeg og andre som har våre kognitive egenskaper noenlunde i behold, blitt fortalt at vi ikke forstår og at vi kverulerer, mens Okulars patologiske kveruleringstrang ble manifestert i innlegg #184 når han begynner å krangle med en revytekst.

Det jeg finner mest oppsiktsvekkende med denne prosessen er hvor lenge disse totalt forvirrede tanker har fått herje på KD.com.

Vi snakker her om den del av fysikken det har blitt brukt mest tankevirksomhet på de siste 150 år. Spørsmålet - IR fra kaldt til varmt - har enorm praktisk betydning i alle former for konstruksjoner der ulike temperaturgradienter møtes, og der enhver konstruktør må vite hva som er riktig og galt. Hvis Okulars vrangforestillinger skulle holde vann, kan en altså se bort fra alle kaldere legemers termiske utstråling i prosesser som foregår i dampkjeler, jetmotorer, ulike prosessindustrier som jernverk, aluminiumsproduksjon, ja listen er nær uendelig. Fordi termisk stråling fra legemer på 1000C ikke har noen termisk stråleeffekt på legemer på 1002 C. Er det bare jeg som ser galskapen i dette?

Og hva er det han begrunner dette med? Jo, en ordfortolkning av hva "de gamle mestere" sa, og en komplett idiotisk forestilling om at når de gamle mestere utgav artikler i vitenskapelige journaler så mente de ikke hva de skrev. Et stjerneeksempel har vi i følgende utveksling. Jeg antyder i innlegg #174;

Quoteeller om det også omfatter Max Planck og Albert Einstein, har Okular enda ikke svart på, jeg har en fornemmelse av at det ikke kommer noe svar.

Okulars svar i #175 er en skinnmanøver, der han i stedet for å svare kommer med nye angrep.

I #176 gjentar jeg;

QuoteSpørsmÃ¥let var om det er kun Lindzen, Curry, Singer, Spencer ++ som har misforstÃ¥tt dette, og om disse har en annen forstÃ¥else av fysikken enn Max Planck og Albert Einstein. 

Hvoretter Okular i #178 svarer;

QuoteSom påpekt utallige ganger, alle disse opererer innenfor rammeverket av den matematiske formalismen om en toveis radiativ interaksjon mellom to varme legemer i termisk kontakt. Men i hvert fall de gamle mestere, så som Planck og Stefan, var påpasselig med nettopp å samtidig understreke at denne kun er en hypotetisk (og matematisk nyttig) MODELL av virkeligheten, ikke virkeligheten selv.

Altså en ny påberopelse av de gamle mestere der Einstein fortsatt er utelatt, men Planck kommer med. Og der det altså gjentas at dette er matematikk og ikke virkeligheten, men hva har Okular selv sitert fra Planck, fra #104 siterer han fra Plancks hovedverk fra 1900;

Quote"Generally speaking, radiation is a far more complicated phenomenon than conduction of heat. The reason for this is that the state of the radiation at a given instant and at a given point of the medium cannot be represented, as can the flow of heat by conduction, by a single vector (that is, a single directed quantity). All heat rays [fotoner] which at a given instant pass through the same point of the medium are perfectly independent of one another, and in order to specify completely the state of the radiation the intensity of radiation must be known in all the directions, infinite in number, which pass through the point in question; for this purpose two opposite directions must be considered as distinct, because the radiation in one of them is quite independent of the radiation in the other." 

Mannen kan jo ikke lese, Planck sier jo selv i klartekst at;

Quotefor this purpose two opposite directions must be considered as distinct, because the radiation in one of them is quite independent of the radiation in the other.
 

Og med basis i dette sitatet så hevder altså Okular at Planck mener at dette bare er matematikk og derfor ikke virkeligheten. Så først linker han inn et passus fra Planck som han åpenbart ikke forstår, og hevder at dette ikke er virkeligheten. Så fortsetter han hardnakket å hevde at han vet hva som skjer i virkeligheten og at dette bare er en enveisprosess, og betegner de av oss som påpeker at all fysikk som kan leses i lærebøker de siste 100 sier det stikk motsatte, men at vi er ignorante og ikke forstår. Så topper han det hele med denne uttalelsen fra innlegg #104

QuoteDen faktiske fysiske prosessen kjenner man egentlig ikke. Den er usynlig for oss.
 

Så hvordan kan en og samme mann hevde at den fysiske prosessen er usynlig for oss, og at vi ikke kjenner den, men samtidig bygge praktisk talt hele sitt sære klimasyn på at han, og han alene vet hvordan dette foregår.

Bebben

Amateur2, takk for et utmerket innlegg ovenfor.

Case closed. Bedre å diskutere drivhuseffektene konkret enn å holde på å krangle om noe som alle på en eller annen måte ser ut til å være enige om.

Jo dårligere tider, jo bedre skjemt! (Ernst Röhl)

Emeritus

QuoteCase closed. Bedre å diskutere drivhuseffektene konkret enn å holde på å krangle om noe som alle på en eller annen måte ser ut til å være enige om.

Nei, i hvert fall er noen her er ikke enig, Okular hevder at drivhuseffekten ikke eksister da han legger inn en liten "r" til der han markerer avstand til den radiative del av saken;

http://hockeyschtick.blogspot.no/2014/11/okulaer-on-why-atmospheric-radiative.html

første mann som omfavner dette vrøvlet er Dough Cotton, og slik går jo dagan.

Okular

Videre fra mitt forrige innlegg, hvor det ble etablert at man ikke kan la de to "strålingsfluksene" fra de to involverte legemene i en radiativ varmeoverføringsprosess nå og bli absorbert av det andre legemets overflate før man beregner 'nettoen' av de to - utvekslingen må snarere skje i selve strålingsfeltet mellom dem, ellers ville det være en enkel sak å bryte T2:

Som man kan se av de to siste figurene i forrige innlegg, så kan det likevel se ut som om man fint skal kunne operere med TO separate flukser mot hverandre i en radiativ varmeoverføring, dog kun ute i strålingsfeltet, ikke ved hvert enkelt legemes overflate.

Men hvis man kun kan operere med disse to separate fluksene ute i strålingsfeltet, ikke ved hvert enkelt legemes overflate, hva er da vitsen med å forestille seg to separate flukser i det hele tatt? Når det bare er nettoen av de to - altså VARMEN, q - som noen gang når fra den ene overflaten til den andre, altså en faktisk observert/registrert ENVEIS overføring av energi ...

Vel, jeg kan enkelt demonstrere hvorfor det ikke er meningen at man skal kunne late som om de to temperaturpotensialene på høyre side av Stefan-Boltzmann-likningen er individuelle entiteter, langt mindre faktisk splitte de to opp i to separate uttrykk, som her:

qrad = ε σ (T14 - T24) → qrad = εσT14 - εσT24 → εσT24 = εσT14 - qrad

Nøkkelen er Ã¥ finne i emissiviteten: ε.

Ved å matematisk splitte de to temperaturuttrykkene på høyre side av likningen, som over, og late som om de faktisk er reelt separate, uavhengige, motgående 'flukser' som møtes i strålingsfeltet mellom de to legemene og der på et vis netter ut til en enveis varmefluks, kan jeg nemlig enkelt bryte T2. Hvordan? Ved å gi det varmere legemet en mye lavere emissivitet enn det kaldere:

Legeme 1 holder en temp på 300K og har en emissivitet på 0,1.
Legeme 2 holder en temp på 270K og har en emissivitet på 1.

Hvilken vei går nettofluksen (varmen)?

εσT14 = 45,9 W/m2
εσT24 = 301,3 W/m2

Sett disse to separat beregnede strålingsfluksene inn i Stefan-Boltzmann-likningen, og hva får du?

qrad = εσT14 - εσT24

qrad
= 45,9 - 301,3 = -255,4 W/m2

Med andre ord, ifølge denne måten å tolke Stefan-Boltzmann-likningen på, så vil i dette tilfellet strålingsvarmen (qrad) gå fra kaldt til varmt ...!

Og det går jo ikke.

Så hvordan må man egentlig gjøre det?

Jo, man må alltid se de to temperaturpotensialene på høyresida av likningen som - fysisk sett - én integrert, udelelig enhet (som siamesiske tvillinger); sammen tilsvarer de direkte qrad på venstresida. Man kan og skal aldri skille dem fra hverandre. Kun nettoen av dem utgjør en reell strålingsfluks (=qrad), den eneste reelle (observerbare/registrerbare) overføringen av energi mellom de to legemene i en radiativ varmeoverføringsprosess.

Så hvordan håndterer man da ulike emissiviteter i Stefan-Boltzmann-likningen?

Jo, slik:
qrad = 12) σ (T14 - T24)
qrad = (0,1*1) σ (3004 - 2704) = 15,8 W/m2

Varmeoverføringen går da - som seg hør og bør - fra varmt til kaldt; den er bare mye mindre enn om begge legemer hadde hatt en emissivitet lik 1 :)

--------------------------

Det vi også skjønner av alt dette, er at "refleksjon" av elektromagnetisk stråling er noe fundamentalt forskjellig fra "absorpsjon" og "emisjon" av det samme. Stefan-Boltzmann-loven sier kun noe om de siste to.

Refleksjon mÃ¥ altsÃ¥ beregnes utenom S-B-likningen. Hvis vi gÃ¥r tilbake til mitt forrige innlegg, med det flate varme legemet og det konkave kjølige legemet, sÃ¥ følger det naturlig at all strÃ¥ling fra det ene legemet til det andre som mÃ¥tte reflekteres ved den andre overflaten, vil strømme langs nøyaktig de samme 'banene' ut igjen, altsÃ¥ like tilbake der den kom fra; den strÃ¥lingen som spres utover vil fokuseres tilbake, mens strÃ¥lingen som fokuseres pÃ¥ samme mÃ¥te vil spres utover igjen. Alt dette kommer dog pÃ¥ siden av selve varmeoverføringen. Og det er her "emissiviteten" (ε) kommer inn. Et legeme med lav emissivitet vil enten ha høy "reflektivitet" (strÃ¥lingen slynges tilbake i retning dit den kom fra, uten Ã¥ absorberes) eller høy "transmissivitet" (strÃ¥lingen gÃ¥r rett igjennom legemet, uten Ã¥ absorberes). I begge tilfeller vil den gjeldende strÃ¥lingen (den elektromagnetiske energien) som ikke absorberes være utelatt fra enhver varmeoverføringsberegning, som er hva Stefan-Boltzmann-likningen tross alt er til for og ment for ...

Smiley

#192
Transmissivitet.
Okular
Der har vi det jeg ikke fikk deg til å forstå hva jeg mente tidligere,

Hvis de like bølgelengdene bare går igjennom vil tilstedværelsen til det kalde objektet ikke bety noe som helst for det varmeste.
Det varmeste har allerede blitt kvitt sin overskudds energi uansett. Den er jo T1 i likningen.

Og det samme må jo være tilfelle motsatt vei. De bølgelengdene begge objektene har til felles vil bare gå rett gjennom dem begge.
Det er kun økningen i potensial som får konsekvenser for det kaldeste. Og det er jo den man finner når man tar T1-T2.
Alt de har til felles under T2 sitt nivå brukes ikke i beregningen og kan således ikke ilegges betydning for slutt resultatet..
Derfor blir det etter min mening også feil å anta redusert utstråling fra det varmeste. Da infører man plutselig T2 verdien igjen og sier at det varmeste kun kan kvitte seg med forskjellen mellom T1 og T2. Men det er jo faktisk hele T1 som allerede er strålet ut og dermed allerede har forlatt det varmeste objektet.
Det er ikke logisk å si at bølgelengdene fra det kalde objektet kan gå gjennom det varme, men bølgelengdene fra det varme objektet kan ikke gå gjennom det kalde.
Enten må de like bølgelengdene ikke påvirke noen av objektene eller begge-
Og siden regnstykket trekker fra det som er felles for begge objektene tillegges felles bølgelengder ingen betydning for det kalde objektet og kan dermed heller ikke ha noen betydning for det varmeste.

Emeritus

#193
QuoteDet vi også skjønner av alt dette, er at "refleksjon" av elektromagnetisk stråling er noe fundamentalt forskjellig fra "absorpsjon" og "emisjon" av det samme. Stefan-Boltzmann-loven sier kun noe om de siste to.

Refleksjon mÃ¥ altsÃ¥ beregnes utenom S-B-likningen. Hvis vi gÃ¥r tilbake til mitt forrige innlegg, med det flate varme legemet og det konkave kjølige legemet, sÃ¥ følger det naturlig at all strÃ¥ling fra det ene legemet til det andre som mÃ¥tte reflekteres ved den andre overflaten, vil strømme langs nøyaktig de samme 'banene' ut igjen, altsÃ¥ like tilbake der den kom fra; den strÃ¥lingen som spres utover vil fokuseres tilbake, mens strÃ¥lingen som fokuseres pÃ¥ samme mÃ¥te vil spres utover igjen. Alt dette kommer dog pÃ¥ siden av selve varmeoverføringen. Og det er her "emissiviteten" (ε) kommer inn. Et legeme med lav emissivitet vil enten ha høy "reflektivitet" (strÃ¥lingen slynges tilbake i retning dit den kom fra, uten Ã¥ absorberes) eller høy "transmissivitet" (strÃ¥lingen gÃ¥r rett igjennom legemet, uten Ã¥ absorberes). I begge tilfeller vil den gjeldende strÃ¥lingen (den elektromagnetiske energien) som ikke absorberes være utelatt fra enhver varmeoverføringsberegning, som er hva Stefan-Boltzmann-likningen tross alt er til for og ment for ...   


Les dette en gang til og særlig disse to pasasjene;

QuoteDet vi ogsÃ¥ skjønner av alt dette, er at "refleksjon" av elektromagnetisk strÃ¥ling er noe fundamentalt forskjellig fra "absorpsjon" og "emisjon" av det samme. 

og denne

Quotevil strømme langs nøyaktig de samme 'banene' ut igjen, altså like tilbake der den kom fra

Etter å ha lest det enda en gang, ta en titt ut av vinduet og tenk dere om enda en gang hva dere ser og hvorfor. Synlig lys er elektromagnetisk stråling med bølgelengde omtrentlig fra 380 nm til 740 nm. Som forklart ovenfor, er også dette i høyeste grad termisk stråling.

Når jeg sitter her og ser ut, vet jeg at solen står i øst bak meg, jeg ser den ikke, men er brennsikker på at den er der. Den lyser opp, om en vil; sender ut termisk stråling bl.a. mellom 380nm til 740 nm, over på andre siden av fjorden. Noen bygninger er hvite, noen er grå. Jeg ser at enkelte vinduer som er plassert slik i forhold til solen og meg, at de virker som speil. Omtrent på samme måte som ved en ved solnedgang vil se en stripe langs sjøen virke som et speil. Jeg ser den grønne skogen og der går til og med en båt forbi, og det er en vakker morgen i Bergen, hvorfor ser jeg dette?

Jo, fordi solen lyser på alle disse gjenstandene og ikke lar dette strømme langs nøyaktig de samme 'banene' ut igjen, altså like tilbake der den kom fra, men lyser opp verden ved at noe av strålene blir absorbert og noe blir "scatterd," altså slengt ut i igjen i alle retninger. At en gjenstand oppleves som hvit skyldes at den reflekterer alle bølgelengder like mye. Jeg ser svarte takrenner på den samme hvite bygningen, disse er svarte fordi de absorberer alle bølgelengder omtrent like mye. Men noe blir uansett reflektert, det er derfor jeg kan se takrennene, og dette fullstendig uavhengig av vinkelen mellom solen takrennen og meg.

Så her har jeg ved ren og udiskutabel empiri påvist at Okular er en strålende illeterat, hvis fysiske forståelse av "stråling" tilsier at det vi alle ser til enhver tid, skal være usynlig.


Amateur2

Quote from: Emeritus on 06.06.2016, 08:00:35
Så her har jeg ved ren og udiskutabel empiri påvist at Okular er en strålende illeterat, hvis fysiske forståelse av "stråling" tilsier at det vi alle ser til enhver tid, skal være usynlig.

Det du har vist med dette innlegget, Emeritus, er at du ikke greier å lese og absorbere til forståelse hva Okular faktisk omtalte, nemlig sitt helt spesielle eksempel, og ikke hva du ser ut av vinduet i Bergen.