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--- ir:waermestrahlung [2016/01/09 12:59] – [Plancksches Strahlungsgesetz] sarina
+++ ir:waermestrahlung [2019/02/26 13:59] (current) – [Drei Arten von Wärmetransport] sarina
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 In der Physik unterschiedet man drei verschiedene Arten wie Wärme transportiert werden kann: Wärmeleitung, Wärmeströmung und Wärmestrahlung.
-Die erste Art, die wir im Alltag am häufigsten bewusst wahrnehmen, ist die Wärmeleitung. Wir wärmen unsere 35 °C kühlen Handinnenflächen an einer heißen Teetasse, deren Oberfläche 50 °C warm ist. Wir legen Fleisch mit Kühlschranktemperatur 8 °C in die 150 °C heiße Pfanne so dass es warm und durchgebraten wird. Wenn wir uns auf einen 20 °C kalte Marmorboden setzten, fühlt sich unser Hintern schnell kalt an, weil die Wärme aus unserem 36 °C warmen Körper in den 20°C kalten Marmor fließt. Setzten wir uns dagegen auf eine mit 30 °C lauwarme Heizung fühlt diese sich Wärmer an, weil nur noch wenig Wärme aus unserem Körper in die Heizung fließt.
+Die erste Art, die wir im Alltag am häufigsten bewusst wahrnehmen, ist die **Wärmeleitung**. Wir wärmen unsere 35 °C kühlen Handinnenflächen an einer heißen Teetasse, deren Oberfläche 50 °C warm ist. Wir legen Fleisch mit Kühlschranktemperatur 8 °C in die 150 °C heiße Pfanne so dass es warm und durchgebraten wird. Wenn wir uns auf einen 20 °C kalte Marmorboden setzten, fühlt sich unser Hintern schnell kalt an, weil die Wärme aus unserem 36 °C warmen Körper in den 20°C kalten Marmor fließt. Setzten wir uns dagegen auf eine mit 30 °C lauwarme Heizung fühlt diese sich Wärmer an, weil nur noch wenig Wärme aus unserem Körper in die Heizung fließt.
 Wann immer ein Objekt mit einer hohen Temperatur und ein Objekt mit einer geringen Temperatur im direkten Kontakt sind, fließt die Wärme vom Objekt mit der hohen Temperatur in das Objekt mit der geringeren Temperatur.
-Als zweite Transportmöglichkeit kann Wärme auch zusammen mit dem Medium, in dem es enthalten ist, transportiert werden. Wer das kalte Wasser im Planschbecken seiner Kinder auswärmen will, kann im Wasserkocher Wasser erhitzen und dann dieses kochend heiße Wasser zu dem kühlen Wasser im Planschbecken schütten. Das Wasser mischt sich und ist hinterher etwas wärmer als vorher. Diesen Vorgang nennt man in der Physik „Wärmeströmung“ oder „Konvektion“. Ein anderes Alltagsbeispiel ist die warme Luft, die zwischen den Rippen der Heizung erwärmt wird und dann nach oben strömt. Konvektion tritt normalerweise nur bei Flüssigkeiten und bei Gasen auf.
+Als zweite Transportmöglichkeit kann Wärme auch zusammen mit dem Medium, in dem es enthalten ist, transportiert werden. Wer das kalte Wasser im Planschbecken seiner Kinder auswärmen will, kann im Wasserkocher Wasser erhitzen und dann dieses kochend heiße Wasser zu dem kühlen Wasser im Planschbecken schütten. Das Wasser mischt sich und ist hinterher etwas wärmer als vorher. Diesen Vorgang nennt man in der Physik „Wärmeströmung“ oder „**Konvektion**“. Ein anderes Alltagsbeispiel ist die warme Luft, die zwischen den Rippen der Heizung erwärmt wird und dann nach oben strömt. Konvektion tritt normalerweise nur bei Flüssigkeiten und bei Gasen auf.
-Die Wärme der Sonne gelangt über viele Abertausende Kilometer durch Vakuum hindurch auf die Erde. Weder Wärmeströmung noch Wärmeleitung ist für diesen Warentransport verantwortlich. Die Sonnenwärme kommt über die dritte Transportmöglichkeit auf die Erde: Die Sonne wandelt ihre Wärme in Wärmestrahlung um. Entsprechend ihrer Oberflächentemperatur der Sonne wird Wärmestrahlung als Mischung aus UV-Strahlung, sichtbarer Strahlung und Infrarotstrahlung erzeugt. Das genaue Spektrum kann man sehr leicht über das Plancksche Strahlungsgesetz ausrechnen. Diese Strahlung erreicht unbeeinflusst durch die große Distanz und das Vakuum die Erde. Wenn die Wärmestrahlung ein Objekt erreicht, kann es dieses einfach durchstrahlen, reflektiert werden oder absorbiert werden. Es kommt auf die Materialeigenschaften an, welche der drei Möglichkeiten realisiert werden. Immer dann, wenn die Wärmestrahlung absorbiert wird, wird das Objekt erwärmt.
+Die Wärme der Sonne gelangt über viele Abertausende Kilometer durch Vakuum hindurch auf die Erde. Weder Wärmeströmung noch Wärmeleitung ist für diesen Warentransport verantwortlich. Die Sonnenwärme kommt über die dritte Transportmöglichkeit auf die Erde: Die Sonne wandelt ihre Wärme in **Wärmestrahlung** um. Entsprechend ihrer Oberflächentemperatur der Sonne wird Wärmestrahlung als Mischung aus UV-Strahlung, sichtbarer Strahlung und Infrarotstrahlung erzeugt. Das genaue Spektrum kann man sehr leicht über das Plancksche Strahlungsgesetz ausrechnen. Diese Strahlung erreicht unbeeinflusst durch die große Distanz und das Vakuum die Erde. Wenn die Wärmestrahlung ein Objekt erreicht, kann es dieses einfach durchstrahlen, reflektiert werden oder absorbiert werden. Es kommt auf die Materialeigenschaften an, welche der drei Möglichkeiten realisiert werden. Immer dann, wenn die Wärmestrahlung absorbiert wird, wird das Objekt erwärmt.
 ===== Plancksches Strahlungsgesetz =====
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-Beispielsweise strahlt der Mensch bei einer Körpertemperatur von 37°C Wärmestrahlung mit einem Maximum bei einer Wellenlänge von 10µm ab. Bei 1,6m² Hautoberfläche sind das etwa 16 kWh = 13.793 kcal pro Tag {{wikindx>69}}. Den größten Teil dieses Energieverlusts nehmen wir über Wärmestrahlung von der etwa 20°C warmen Umgebung wieder auf, so dass wir mit einer durchschnittlichen Energieaufnahme von nur 2500 kcal (weniger als 20%!) auskommen.
+Beispielsweise strahlt der Mensch bei einer Körpertemperatur von 37°C Wärmestrahlung mit einem Maximum bei einer Wellenlänge von 10µm ab. Bei 1,6m² Hautoberfläche sind das etwa 16 kWh = 13.793 kcal pro Tag {{wkx>69}}. Den größten Teil dieses Energieverlusts nehmen wir über Wärmestrahlung von der etwa 20°C warmen Umgebung wieder auf, so dass wir mit einer durchschnittlichen Energieaufnahme von nur 2500 kcal (weniger als 20%!) auskommen.
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 ===== Literatur =====
-{{wikindxbib}}
+{{wkxbib}}