Würde ein pc im Vakuum den hitzetot sterben?
Nehmen wir mal an wir betreiben einen pc im absoluten Vakuum bei Raumtemperatur . Dann würde der Prozessor warm werden aber der lüfter würde ja nichts bringen ... er kann ja keine erwärmte luft raus pusten ... im Vakuum ist ja keine luft also kann sich ja nur der Prozessor plus der kühlkörper erwärmen aber bleibt die Hitze dort ? Wo soll sie sonst hin ? Ist ja keine luft da ... bzw wohin geht die strahlende energie(wärme) ? Wenn ein stahlträger aus dem werk kommt wird er ja auch erstmal nach draußen getragen um abzukühlen. Der stahlträger erhitzt die luft um ihn herrum und da sich die luft draußen ständig in Bewegung befindet so wird diese immer wieder mit kälterer luft ausgetauscht aber wie wäre das im Vakuum! Da gibt es ja keine luft zum Austausch... allerdings strahlt die sonne ja auch wärme durch ihr licht bis zu uns ...wobei sich ja lediglich die luft bei uns erwärmt im All dazwischen bleibt es kalt
7 Antworten
Eine gute Frage, denn genau das ist auch eines der Probleme bei einer Weltraumission. Und im Prinzip bräuchstest du eine Flüssigkeitskühlung. Die Flüssigkeit wird in riesige Panäle geleitet in denen sie die Hitze per Wärmestrahlung in den Weltraum ableiten kann (müsste halt nur von der einen Seite gegen die Sonnenstrahlung geschützt sein).
Und Notfalls müsste man mit einer Wärmepumpe die Wärme konzentrieren um die Fläche effektiver nutzen zu können.
Die Strahlt von selber Wärmestrahlung ab und wird dadurch kühler. Da der Weltraum kalt ist, kann die da in ruhe abstrahlen. Auf der Erde z.B strahlt alles andere ebfalls Wärmestrahlung ab, da bringt das also nix.
Aber damit wärme Energie von einem Objekt weg kann muss es ein anderes Objekt oder elektron aufnehmen ... es gibt ja Halbleiter die bereits durch Raumtemperatur leitend werden da die elektronen durch die wärme frei beweglich werden aber das ist was anderes ich meine kann sich Vakuum erwärmen ? Das Wasser in der Wasserkühlung wird warm wo geben die Rohre jetzt die wärme Energie des Wassers ab ? Was nimmt im Vakuum die hitze auf ?
Wärmestrahlung. Also alles was warm ist, strahlt Wärme ab (so erreicht uns auch die Hitze der Sonne). Wenn die Umgebung kälter als das Objekt ist, strahlt das Objekt mehr Wärme ab, als es durch die Umgebung aufnimmt. Und der Weltraum ist sehr sehr kalt.
Also nimmt Vakuum hitze auf ? Aber wie Energie kann ja nur in eine andere form von Energie umgewandelt werden ? Wass nimmt im Vakuum die hitze auf ?
Die Energie ist ja immernoch in der Form der Wärmestrahlung vorhanden. Und diese geht halt dahin wo platz ist. Im Weltraum ist nix, was diese Strahlung irgendwie aufhalten könnte. Diese bewegt sich dann solange durchs Weltraum, bis sie irgendwann mal auf ein Objekt stößt.
Oder ich beschreibe mal den kompletten Vorgang: Du hast den CPU, dieser erzeugt Wärme, sprich die Teilchen bewegen sich. Nun ist da die Kühlflüssigkeit, dort bewegen sich die Teilchen langsamer, die Bewegung der Teilchen (Die Wärme) geht auf die Kühlflüssigkeit rüber.
Nun ist es so, dass jedes Objekt jenachdem wie warm es ist, strahlt (Schwarzkörperstrahlung, siehe: https://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzer_K%C3%B6rper ).
Wenn ein Objekt strahlt verliert es an Energie, was in diesem Falle heist, es kühlt aus. Auf der Erde strahlt aber alles Wärmestrahlung ab, jedes Objekt verliert Energie durch diese Strahlung, gewinnt aber durch die anderen Objekte wieder neue Energie. Im Weltraum ist aber einfach kaum etwas was Wärme abstrahlt (bei uns die Sonne, aber da kann man ja ne Blende vormachen), also kann die Flüssigkeit in ruhe Abstrahlen.
Es geht hier um photonen. Die elektronen gehen nirgendwo hin. Es gibt etwas das nennt sich "elektronischer übergang". Da springen die elektronen von einem angeregten zustand in einen ruhigeren zustand(also wird es kälter) und geben dabei photonen ab. Das gehört zum feld der quantenphysik. Diese photonen fliegen dann als IR-strahlung durchs vakuum. Die elektronen bleiben beim gleichen atom.
Das hat leider immer noch nicht meine Frage beantwortet was die wärme Energie aufnimmt bzw eventuell umwandelt .ich meine die Energie löst sich ja nicht einfach in luft auf ... nehmen wir mal an man baut eine lampe mit einem heiss leiter als Wiederstand davor ,der so angepasst ist ,dass die bloße wärme Energie der hand ausreicht um die sperrschicht aufzulösen und leitend wird . Die elektronen im valenz band werden von der wärme Energie angeregt und sind nun frei beweglich und können zum minus pol wander wärend die positiven löcher zum Pluspol wandern in der mitt treffen löcher und elektronen sich und die sperrschicht wird „neutralisiert“ der Wiederstand wird leitend und die lampe lechtet . In diesen fall wurde wärme Energie in elektrische Energie umgewandelt ... die wärme ist ja nicht versxhwunden
Ja aber die lampe produziert doch auch elektromagnetische strahlung oder? ist ja praktischerweise sogar sichtbar. So verlässt auch ein teil der hitze die lampe, das sind ja nicht alles irgendwelche elektronen. Es sind halt auch die photonen. Und die müssen halt nicht irgendwie geleitet werden.
Die hitze von der sonne kommt ja auch hier an.
Du denkst da zu kompliziert. Wenn du mit einer Taschenlampe in den Weltraum strahlst, verschwindet die Energie dann einfach? Nein sie ist immernoch da sie bewegt sich halt nur durch den Weltraum. Oder nimm einen Laserstrahl, dieser bewegt sich auch einfach durch den Weltraum und wenn irgendwo an nem anderem Ende ne Solarzelle wäre, könnte sie diese Energie wieder aufnehmen.
Ich weiss nicht genau wie es funktioniert, dass die Bewegung der Teilchen diese Wärmestrahlung erzeugt, aber die Wärmenergie wandelt sich halt in diese Strahlung um und diese nimmt dann ihren Weg durch den Weltraum. Sie ist immernoch da, sie löst sich nicht auf.
https://de.wikipedia.org/wiki/Spontane_Emission
Diese sprünge von den elektronen geschehen spontan. Die wahrscheinlichkeit wird halt höher wenn mehr teilchen angeregt werden. Und ab einem bestimmten punkt springt das elektron halt und dann wird ein photon frei. Wenn dann nun wieder genug energie in das elektron gesteckt wird dann springt es wieder in den zustand davor.
Also ist die wärme Energie vorhanden aber nicht warm ... sie wird dann wieder in wärme umgewandelt wenn sie auf ein Objekt trifft ... aber was ist sie dann ? Welche art von Energie ist sie während sie durch das all strahlt ? Immer noch wärme ? ... und woher kommt die Energie für die Fortbewegung ? Oder ist das auch die wärme vom Wasserrohr? Heißt dass mann könnte theoretisch die wärme eines sternes noch messen bzw abfangen obwohl er bereits erloschen ist ? Ähnlich wie mit dem licht was uns ja auch erst dann erreicht wenn der stern teilweise schon verglüht ist ? ... wärme wird sich ja wahrscheinlich langsamer als licht bewegen ...geht ja nicht schneller
Naja, ein photon halt gleichzeitig eine masse, aber gleichzeitig auch keine da es sich sonst nicht mit lichtgeschwindigkeit bewegenkönnte. Ist auch gleichzeitig eine welle und ein partikel. Die energie für diese bewegung kommt von diesem sprung des elektrons auf das niedrigere energieniveau.
Wenn du wissen willst was das für energie ist, man könnte sagen es ist photonenenergie. Die berechnet sich halt aus wellenlänge und frequenz
Auf wikipedia steht als definition für wärme
"Wärme ist in der Physik die Energie, die zwischen zwei thermodynamischen Systemen lediglich aufgrund eines Temperaturunterschieds übertragen wird. Beide Systeme ändern dabei ihren Zustand. Wärme fließt stets vom Ort höherer Temperatur zum Ort tieferer Temperatur."
also ist es wohl immer noch wärme ^^.
Das wasserohr überträgt die wärme durch das wasser, nicht durch photonen.
Ja, sicher kann man das licht von einem stern noch abfangen nachdem er erloschen ist. Wahrscheinlich sind so einige der sterne am himmel schon erloschen, das licht braucht ja hunderte, tausende oder millionen von jahren hier her.
Licht ist elektromagnetische strahlung und somit wärme ^^. Licht und wärmestrahlung sind das selbe. infrarotstrahlung bewegt sich genau so schnell wie uv licht, röntgen strahlung und sichtbares licht, alles das selbe, unterscheiden sich nur in wellenlänge und frequenz.
Die Form der Energie ist dann Licht und ja, würde sie auf etwas treffen, würde dort wieder Wärme entstehen, oder etwas anderes, jenachdem. Und sie würde auch nie an Stärke verlieren. Die Strahlung zerstreut sich ja nur, aber wenn man die ganze Strahlung irgendiwe wieder einfangen würde, wäre sie komplett wieder da.
Und Wärmestrahlung ist im Prinzip, naja Licht. Es gibt Elektromagnetische Wellen ( https://de.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetische_Welle ), das was wir sehen ist nur ein winziger Teil davon. Aber auch Wärmestrahlung bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit. Und wenn du ne klassiche Glühbirne hast, diese leuchtet nur, weil der draht so heiss ist, das er weis glüht. Auch bei einer Cerankochfläche hast du zuerst Strom, diese Energie wird dann in Wärme (Da ist auch nen Draht der halt glüht), dann in Strahlung umgewandelt, diese geht durch die Ceranscheibe, trifft auf den Topf und erwärmt diese.
Und ja, uns erreicht Licht von Sternen, die schon längst erloschen sind. Die Entfernungen im Weltraum sind für uns kaum mehr vorstellbar. Selbst die Hintergrundstrahlung (Das was man im Fernseher als Rauschen sehen kann) war mal Energie vom Urknall die immernoch im Weltraum herumgeistert.
Heißt dass die Energie würde nie an Stärke verlieren wärend sie durch da all wandert ? Es sei denn sie trifft auf teilchen zum erwärmen
das stimmt, ja. Allerdings ist das weltraum nicht ganz leer. dort gibt es etwa ein atom in jedem quadratzentimeter. In einem perfekten vakuum wird das nie an stärke verlieren.
Das mit dem Hintergrund rauschen und Lichtgeschwindigkeit ist mir schon klar ...
Naja hitze wird zum einen halt an die luft abgeben und zum anderen halt durch strahlung, infrarot strahlung vorallem. Satelliten haben ja nicht umsonst radiatoren.
Ein problem wäre auch das der prozessor warm werden würde und der rest der wenig hitze abgibt würde sehr kalt werden. Zu kalt machen auch nicht alle komponenten mit.
Könnte mir allerdings vorstellen das es funktionieren könnte, je nach dem wie viel hitze der cpu denn nun produziert und wie gut der radiator ist, einen lüfter kann man sich ja sparen. Wasser übrigens auch nicht so gut, wäre bisschen schlecht bei den temperaturen.
Der Stahlträger (rotglühend) verliert wesentlich mehr Wärme durch Wärmestrahlung als durch Konvektion. Wo die Strahlung hingeht, ist hierfür egal, solange sie nicht auf den Stahlträger (oder einen seiner Kollegen) zurückgeworfen wird. Die Umgebung draußen hat ja eine wesentlich niedrigere Temperatur, also auch ein Strahlungsfeld einer wesentlich niedrigeren Temperatur.
Im Weltraum müsste man tatsächlich die Hitze über andere Methoden nach außen bringen (Flüssigkeitskühlung, gute Wärmeleiter) und die Wärme dort als Wärmestrahlung abstrahlen lassen - nicht gerade Richtung Sonne, das wäre sehr kontraproduktiv (Wege elektromagnetischer Strahlung sind umkehrbar).
Was heißt "zwischen Sonne und Erdatmosphäre bleibt es kalt"? Wir haben hier die Wärmestrahlung mit Sonnentemperatur, also ziemlich warm (ca. 6000 °C) von Richtung Sonne und Weltraum-Hintergrundstrahlung (ca. -270°C) aus den übrigen Richtungen. Das entspricht einer Temperatur von etwas unter 0°C in Erdentfernung. (Die restliche Erwärmung kommt durch Treibhauseffekt zustande; blankes Gestein nimmt im Laufe der Jahrmillionen diese Gleichgewichtstemperatur an.)
"... im absoluten Vakuum bei Raumtemperatur"
Das ist unmöglich! Temperatur ist eine Körpereigenschaft. Mit "Raumtemperatur" meinen wir die Temperatur der Raumluft, und die kann nicht "im absoluten Vakuum" sein.
In Abwesenheit der Raumluft entfällt für den Prozessor die abführende Wärmeleitung und die abführende Wärmekonvektion. Da kann Wärme nur noch abgestrahlt werden, und das ist zu wenig. Und der Ventilator ist wirkungslos. Der Prozessor würde das wohl nicht lange durchhalten.
Ja also die Wärme kann dann nurnoch durch Hitzestrahlung abgegeben werden. Das kann aber nicht genug Wärmeenergie abgeben und der PC müsste eigentlich überhitzen. (Angaben ohne Gewähr)
Wie kühlt man dann die Flüssigkeit runter?