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Was ist W rmestrahlung

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Presentation Transcript

    1. Was ist Wärmestrahlung? Licht in neuem Licht Michael Pohlig, WHG-Durmersheim michael@pohlig.de

    2. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 2 Literatur: Duden Paetec – Physik – Gymnasiale Oberstufe S. 182 (Thermodynamik): Die Übertragung von Energie in Form von Wärme kann durch Wärmeleitung, Wärmeströmung (Konvektion) oder Wärmestrahlung erfolgen.

    3. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 3 Literatur: Bermann Schaefer Lehrbuch zur Experimentalphysik Band 3: Optik Die Absorption infraroten Lichtes führt fast ausschließlich zur Umwandlung der auffallenden elektromagnetischen Strahlungsenergie in Wärme. Deshalb werden die infraroten Strahlen auch Wärmestrahlen genannt. Dieser Ausdruck ist mit etwas Vorsicht gebrauchen, weil nicht nur die infraroten Strahlen eine Erwärmung bei Absorption verursachen. S. 221

    4. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 4 Oder… Sonne ist thermischer Strahler, die meiste Energie wird aber im sichtbaren Bereich des Spektrums transportiert. Die kosmische Hintergrundstrahlung ist thermisch, das Energiemaximum liegt bei einer Wellenlänge von 1mm im Mikrowellenbereich. Das Plasma eines Fusionsreaktors strahlt im Röntgenbereich und ist ebenfalls thermisch.

    5. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 5 Schwarzer Strahler

    6. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 6 Schwarzkörperstrahlung

    7. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 7 Das Spektrum eines nicht schwarzen thermischen Strahlers Das Spektrum eines nicht schwarzen thermischen Strahlers liegt unterhalb des Spektrums eines schwarzen Körpers der gleichen Temperatur.

    8. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 8 Spektrum Im Prinzip kann man jedes beliebige Spektrum mit einem thermischen Strahler erzeugen. kann man jedes beliebige Spektrum mit einem nicht thermischen Strahler erzeugen. Auch das Spektrum, das wie das Spektrum eines schwarzen Strahlers aussieht. . .

    9. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 9 Woran erkennt man den Wärmetransport? Eine völlig „entropiefreie“ Strahlung, die von einem nicht thermischen Strahler stammt führt zur gleichen Erwärmung, wie die Strahlung eines schwarzen, thermischen Strahlers, wenn beide gleichviel Energie transportieren und diese vollständig absorbiert werden. Vergleich Eine „monochromatische“ Schallwelle transportiert keine Wärme. Thermischer Schall (Phononen), die von einem warmen Körper emittiert und von einem kälteren absorbiert werden, transportieren Wärme. Transportieren beide Schallwellen gleich viel Energie und werden beide vollständig absorbiert, so führen beide zur gleichen Erwärmung des Absorbers.

    10. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 10 Wie viel Wärme wird mit elektromagnetischer Strahlung transportiert? Der Begriff Wärme ist zunächst „umgangssprachlich“ besetzt. In einer Wärmflasche steckt Wärme Der Holzofen strahlt Wärme ab. Zwei Arten von Strahlung: Licht und Wärmestrahlung Holzofen: Wärmestrahlung Mond: nur Licht Sonne: Wärmestrahlung und Licht Thermodynamik Plancks und Maxwells Elektrodynamik Welche physikalische Größe deckt sich mit dem Begriff Wärme am besten?

    11. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 11 Thermischer Strahler Wärmestrahlung Thermische Strahlung Thermischer Strahler

    12. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 12 Wie viel Wärme wird mit elektromagnetischer Strahlung transportiert?

    13. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 13 Wie viel Wärme wird mit elektromagnetischer Strahlung transportiert?

    14. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 14 Versuche einer Festlegung Wärmestromstärke = Wärmestromstärke = Wärmestromstärke =

    15. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 15 S als Wärmemaß

    16. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 16 Absorption von Strahlung Energiestrom stammt von einem thermischen Strahler Entropie strömt von der Quelle in Richtung Absorber Bei der Absorption wird Entropie erzeugt. Der Entropiestrom im Absorber ist größer

    17. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 17 Wie viel Entropie wird erzeugt?

    18. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 18 Sonnenbad

    19. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 19 Elektronenstrahlschweißen

    20. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 20 Absorber strahlt zurück

    21. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 21 Vor dem Ofen

    22. Karlsruhe Juli 2007 Was ist Wärmestrahlung? - Licht in neuem Licht 22 Schlussfolgerung Begriff Wärmestrahlung wenig eindeutig ? Taugt nicht für ein Konzept, das sich wissenschaftlich nennen möchte. Besser als die Energieform Wärme ist als Wärmemaß die Entropie geeignet. man kann verschiedene Strahlungen, was den Entropietransport angeht vergleichen. klar sagen, bei welchem Prozess Entropie erzeugt wurde. Aussagen stimmen mit denen entsprechenden überein, wenn man statt der physikalischen Größe Entropie das umgangssprachliche Wort Wärme benutzt.

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