Wärmeübertragung im Weltall
Wie überträgt sich Wärme im Weltraum und wie kann ich etwas zB eine Mondbasis dagegen isolieren ? Gibt es eine Formel mit der man den Wärme / Energieverlust berechnen könnte ?
7 Antworten
Hallo avairo,
wie wird Wärme übertragen? Dies ist über folgende drei Mechanismen möglich: Konvektion, Strahlung und Leitung. Konvektion und Leitung fallen im luftleeren Raum weg, also bleibt noch die Strahlung über.
Die Mondbasis - tatsächlich plant die NASA eine Mondbasis die bis zum Jahre 2024 stehen soll (lt. Spiegel). Der Standort hierfür wäre der Südpol des Mondes weil es hier dort eine sehr große Sonnenscheindauer gibt. Folglich wäre die Nutzung von Solarenergie ganz sinnvoll. Die Temperaturen dürften damit um die 130°C betragen.
Wärme breitet sich allgemein über Leitung, Konvektion oder Strahlung aus. Im Vakuum (Weltraum) ist mangels Medium nur die Wärmestrahlung möglich. Eine Mondbasis ließe sich wohl mit ähnlichen Dämm-Materialien isolieren wie Häuser auf der Erde auch.
Für die Berechnung von "Wärme- bzw. Energieverlusten" gibt es als Grundlage die vier (null bis 3) allgemeinen Hauptsätze der Thermodynamik (siehe Wiki Thermodynamik) und einige hundert oder vielleicht auch tausend technische Formeln für spezielle praktische Anwendungsfälle. "Energieverlust" ist dabei zu verstehen als Verlust von "Nutzenergie" durch nutzlose Abwärme.
Die Suche nach der einen universellen thermodynamischen Formel für jeden praktischen Anwendungsfall ist so sinnlos die Suche nach der allgemeinen mechanischen oder kaufmännischen Formel. Dazu solltest Du die Aufgabe erst einmal präzisieren.
Wärme wird durch energiereiche Strahlung übertragen.
Eine Mondbasis müsste sich eher gegen Kälte isolieren, weil auf der Schattenseite des Mondes hat es zapfige Minusgrade (glaub weit unter -200°C).
Den Wärmestrom kannst du mit einer Formel berechnen:
Wieso das? Die Frage war "Wärmeübertragung im All". Da gibt es zwischen Körpern nur den Ausgleich durch Strahlung. Und dieses Ausgleich muss man dann mit den Beziehungen für den Schwarzen Strahler rechnen. Das ist allerdings sind so ganz trivial, da man immer im Raumwinkel rechnen bzw. integrieren muss.
Da es im Weltall keine Materie zwischen den Körpern gibt, scheidet Konvektion und Wärmeleitung aus. Es bleibt also nur noch Energieübertragung durch Strahlung übrig.
Zur Isolation einfach Schutzschuilde aufstellenn, die Strahlung reflektieren = Spiegel.
Gibt es eine Formel mit der man den Wärme / Energieverlust berechnen könnte?
Gibt es: Nennt sich Stefan-Boltzmann-Gesetz