Kann etwas im Vakuum abkühlen?
Hi ich habe eine Frage. Kann etwas im luftleeren Raum abkühlen? Weil eigentlich kühlt etwas ja nur ab, weil es Wärme an die Luft Moleküle abgibt oder nicht?
Danke für eure Antworten schonmal.
11 Antworten
Durch die Wärmestrahlung geht Temperatur verloren. Ein Teil der Strahlung, die an den Gegenstand kommt, wir aber auch absorbiert.
Je Wärmer der Gegenstand, desto mehr strahlt er ab.
Irgendwann gibt es also ein Gleichgewicht aus abgegebener und empfangener Strahlung.
Ein schwarzer Gegenstand umgeben von einem Vakuum, welcher in der Sonne steht, pendelt sich also auf eine höhere Temperatur ein als ein weißer Gegenstand in einem Vakuum in einem dunkeln Raum.
Klar, es gibt noch andere Mechanismen für den Wärmeaustausch. Aber im Vakuum bleiben fürs grobe nur Wärmeleitung über die vorhandenen Festkörper (die meisten Dinge schweben ja nicht, sondern sind irgendwie gehaltert) und die Strahlungswechselwirkung.
Ein Objekt kann im Vakuum abkühlen, weil es keine Luftmoleküle gibt, die Wärme aufnehmen können. Im luftleeren Raum gibt es jedoch immer noch elektromagnetische Strahlung wie Infrarotstrahlung, die Wärmeenergie abgeben kann. Gegenstände im Vakuum können Energie ausschließlich in Form von Strahlung aufnehmen oder abgeben. Je wärmer ein Gegenstand ist, umso mehr strahlt er ab. Gegenstände im Vakuum nehmen genau eine solche Temperatur an, dass sie im Zeitmittel genau so viel abstrahlen wie sie aufnehmen.
Weil eigentlich kühlt etwas ja nur ab, weil es Wärme an die Luft Moleküle abgibt oder nicht?
Diese Überlegung lässt sich sehr einfach überprüfen. Woher kommt die Wärme, die du auf der Haut verspürst wenn du an einem warmem Sommertag am Strand liegst?
Kleiner Tip: Nicht aus dem Erdkern.
Weiterer kleiner Tip: Zwischen Sonne und Erde gibt es keine Luft.
Also, ganz offensichtlich kann die Sonne auch im Vakuum Wärme abgeben. Warum sollten andere Objekte das nicht auch können?
Elektromagnetische Strahlung, zu der auch die Infrarotstrahlung gehört, die wir als "Wärmestrahlung" kennen, benötigt kein "Medium". Sie funktioniert wunderbar auch im Vakuum. Das sind keine Schallwellen!
Klar, schaue dir einmal die äußeren Planeten an. Auch die Sonne wird in ferner Zukunft erkalten.