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Der Wissenschafts-Fragen-Thread

324 Beiträge, Schlüsselwörter: Universum, Erde, Wissenschaft
Usul
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Der Wissenschafts-Fragen-Thread

13.11.2014 um 12:38
@liezzy


Naja, ich hatte überschlägig 900 Watt angenommen, da wir weiter oben mit dem Steffan-Bolzmann-Gesetz bei 301 Kelvin etwa 930 Watt Wärmestrahlung ermittelt hatten. Die 900 W waren ein pauschaler Mittelwert, sonst muss man eine Differentialgleichung lösen.

Ok, ich habe gerade mal kurz geschaut:

Kelvin Watt
293 836
294 847
295 859
296 871
297 882
298 894
299 906
300 919
301 931
302 943
303 956
304 969
305 981
306 994
307 1007
308 1021
309 1034
310 1047

Mittelwert: 939 Watt
Medianwert: 937 Watt

Es würde also wohl etwas schneller gehen.


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13.11.2014 um 12:40
Wobei... Muss nicht eigentlich mit der Umgebungstemperatur von 3 K rechnen?! Die abgegebene Wärmestrahlung bei 3 K Umgebungstemperatur müßte ja größer sein?!

Denn wenn ich mich so recht erinnere, dann liegt die Überlebenschance in kaltem Wasser (bitte nicht nach der genauen Temperatur fragen, das müßte ich erst recherchieren und das kann ich im Moment nicht da Sitzung) bei ca. 30 min liegt.


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Usul
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Der Wissenschafts-Fragen-Thread

13.11.2014 um 12:41
@liezzy
liezzy schrieb:Wobei... Muss nicht eigentlich mit der Umgebungstemperatur von 3 K rechnen?! Die abgegebene Wärmestrahlung bei 3 K Umgebungstemperatur müßte ja größer sein?!
Nein, wenn man die 3 K berücksichtigt wäre die Wärmeabstrahlung streng genommen etwas kleiner. Aber nur in sehr geringem Maße deswegen kann man die getrost weglassen.


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Der Wissenschafts-Fragen-Thread

13.11.2014 um 12:42
@liezzy
Die Temperatur geht in 4ter Potenz ein

Vergleiche mal 3^4 mit 300^4
8100000000
81
Meinst du wirklich wir müssen die 81 abziehen...alle anderen Zahlen in der Rechung kennen wir so genau gar nicht


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Der Wissenschafts-Fragen-Thread

13.11.2014 um 12:46
Irgendwie steh ich grad auf der Leitung. Ich hab noch im Kopf, dass der Wärmeübergang besser wird, je größer die Temperaturdifferenz ist. Arrrg. Wo ist mein Denkfehler???


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Der Wissenschafts-Fragen-Thread

13.11.2014 um 12:48
@liezzy
Wird er ja auch

Usul hat mit tiefer Temperatur =0 Kelvin gerechnet
Und ich habe gesagt warum man 0 statt 3 benutzen kann


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Der Wissenschafts-Fragen-Thread

13.11.2014 um 12:50
Dann halte ich aber 90 min Überleben im All für zu lang, wenn man im kalten Wasser allenfalls 30 min überlebt. Ich steh immer noch auf der Leitung.


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13.11.2014 um 12:52
@liezzy
Wer sagt was von 90min
nach 15 sekunden verlierst du im das Bewusstsein wegen sauerstoffmangels....
nach ei paar mehr Minuten bist du tod

Nur erfrierst du eben nicht sondern erstickst


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Der Wissenschafts-Fragen-Thread

13.11.2014 um 12:53
@liezzy
liezzy schrieb: wenn man im kalten Wasser allenfalls 30 min überlebt.
Oh ja Wasser hat natürlich eine ganz andere Wärmleitfähigkeit als vakuum

In kaltem Wasser erfrierst du definit schneller als im Vakuum


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Der Wissenschafts-Fragen-Thread

13.11.2014 um 12:56
@liezzy
Wusstest du eigentlich das Raumanzüge keine Heitzung sondern ein Kühlsystem enthalten?
Damit der Astronaut nicht durch seine eiegnen Körperwärme den Hitzetod stirbt?

Nichts isoliert Wärme besser als Vakuum....


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Usul
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Der Wissenschafts-Fragen-Thread

13.11.2014 um 12:57
@liezzy


Naja, wie schon gesagt, man muss eine Bilanz erstellen. In deinem 2. Wiki-Link weiter oben wurde das schön beschrieben:

Wikipedia: Wärmestrahlung#W.C3.A4rmestrahlung_des_Menschen

Die Netto-Strahlungsleistung wurde bei Wiki mit 100 Watt angegeben, wobei aber nur eine kleine Temperaturdifferenz von 28°C (Haut) auf 20°C (Raumtemperatur) angenommen wurde.

PNetto = A *sigma*epsilon (T^4 - To^4) ~ 100 Watt

(PS Ich habe die 100 Watt aber nicht nachgerechnet).

PNetto bezeichnet dabei die Netto-Wärme-Abstrahlung des Körpers berücksichtigt.

Im Weltall ist aber To sehr nahe an Null Kelvin und kann deswegen vernachlässigt werden.
liezzy schrieb:Dann halte ich aber 90 min Überleben im All für zu lang, wenn man im kalten Wasser allenfalls 30 min überlebt. Ich steh immer noch auf der Leitung.
Da kommt ein weiterer Wärmeleitungsmechanismus hinzu: Neben der reinen Wärmeabstrahlung hat man hier noch die viel effektivere Wärmeleitung durch Konvektion dazu.

Wikipedia: Hypothermie#Ursachen

Außerdem sind die 20°C wahrscheinlich zu niedrig. Wiki spricht ja schon bei 28C von schwerer Hypothermie.


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Der Wissenschafts-Fragen-Thread

13.11.2014 um 14:54
JPhys2 schrieb:Wer sagt was von 90min
Das war diese Rechnung
Usul schrieb:5.000.000 J = 900 Watt * t --> 5.550 Sekunden ~ 90 Minuten.
JPhys2 schrieb:nach 15 sekunden verlierst du im das Bewusstsein wegen sauerstoffmangels....
nach ei paar mehr Minuten bist du tod

Nur erfrierst du eben nicht sondern erstickst
Jaja, das ist schon klar, dass man im Vakuum erstickt. Assassine ging es explizit um die Temperatur:
Assassine schrieb:Würde man im All aber überhaupt ohne Raumanzug frieren, vorausgesetzt man überlebt das?
Denn eigentlich kann in einem Vakuum die Wärmeenergie an nichts abgegeben werden.


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Der Wissenschafts-Fragen-Thread

13.11.2014 um 14:58
JPhys2 schrieb:Wusstest du eigentlich das Raumanzüge keine Heitzung sondern ein Kühlsystem enthalten?
Damit der Astronaut nicht durch seine eiegnen Körperwärme den Hitzetod stirbt?

Nichts isoliert Wärme besser als Vakuum....
Liegt das nicht eher daran, dass die Wärmestrahung des Körpers nicht über den Raumanzug abgeleitet werden kann, da er zu gut isoliert ist?!


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Der Wissenschafts-Fragen-Thread

13.11.2014 um 15:08
@liezzy
liezzy schrieb:Liegt das nicht eher daran, dass die Wärmestrahung des Körpers nicht über den Raumanzug abgeleitet werden kann, da er zu gut isoliert ist?!
Oh es hat sicher auch etwas damit zu tun dass man nicht Nackt ist.
Aber offensichtlich ist es nicht ganz trivial die Wärmeisolierung zu verkleinern.

Ich meine die Leute würden sich auf die Ganze Sache mit den Wasserschläuchen verzichten wenn es einfach möglich wäre

Auf jeden fall wäre es mässig sinnvoll extra mehr Isolierung einzubauen und dann zu kühlen


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Usul
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Der Wissenschafts-Fragen-Thread

13.11.2014 um 15:14
@liezzy


Also, ganz allgemein betrachtet erfolgt die Übertragung von Wärme durch die drei Faktoren
- Wärmeleitung
- Konvektion und
- Wärmestrahlung.

Die Isolierung betsteht darin, dass man die Wärmeleitung und die Wärme-Konvektion ziwschen der Innenseite des Anzugs und der Außenseite so gut es geht unterbindet. und das funktioniert am besten, indem man zwischen Innenseite und Außenseite möglichst viel "Nichts" hat, also z.B. eine dicke Luftschicht, die aufgrund der vergelichsweise geringe Masse die Wärme schlecht leitet.

Noch besser wäre quasi ein Vakuum, als wenn man zwischen den Scheiben einer Isolierverglasung ein Vakuum hätte. Wichtig ist dabei, dass die Wärmeleitung durch die Bewegung der Moleküle zwischen den Wärmereservoieren bzw. Temperaturunterschieden möglichst gering ist.

Die Wärmestrahlung, unterhalb einer bestimmten Frequenz, läßt demgegnüber final nicht mehr "isolieren". Sonst gäbe es ja perfekte Thermoskannen, die nie ihre Wärme im innern verlieren.


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13.11.2014 um 15:31
Ich seh schon, ich muss mich mal wieder mit dem Thema beschäftigen. Ist eben doch alles a weng komplexer.


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Der Wissenschafts-Fragen-Thread

13.11.2014 um 16:13
Hi Leute, ich hatte bisher leider keine Zeit, darum habe ich auch nur alles überfliegen können. Im Netzt habe ich immerhin eine Beispielrechnung bei Zimmertemperatur gefunden, die bräuchte man dann nur noch die 3K ersetzen. Nicht wundern, es ist teilweise handschriftlich. Die entsprechende Stelle findet ihr auf Seite 9

http://www.ep1.rub.de/lehre/veranstaltungen/ws0910/physikcbg/physikcbg_skript/11.3.3-Waermestrahlung.pdf

Bei Zimmertemperatur wäre P = 111W


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Usul
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Der Wissenschafts-Fragen-Thread

13.11.2014 um 16:24
Ja, und ich entschuldige mich mal wegen der vielen Buchstabendreher/Rechtschreibfehler. Ich kann eigentlich schreiben, bin aber manchmal ein bisschen neben der Spur. :(


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Der Wissenschafts-Fragen-Thread

13.11.2014 um 16:30
Usul schrieb:Ich kann eigentlich schreiben,
Hmmm, .... naja, jetzt wo du es sagst, sehe ich es auch. Ich dachte schon die ganze Zeit 'Mensch, der/die ursul kann überhaupt nicht schreiben' - zum Glück konnten wir das ja nun klären.

:)


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Der Wissenschafts-Fragen-Thread

13.11.2014 um 16:37
@Usul
Die Rechtschreibung ist doch so was von schnurz in solch einem Thread. Sie ist es natürlich nicht grundsätzlich. Aber einige (wie ich) machen das hier zum Stressabbau neben der Arbeit. Da können Fussel äh Faselfehler schon mal vorkommen. Außerdem hab ich zu hause das Problem, dass mein Tablet gern meine Wörter korrigiert und in gebräuchlichere übersetzt.
Wo es mir wirklich unangenehm aufstößt, ist bei denen, die andere aus diesem Grund anzählen, aber selbst genügend Fehler machen.
Was mir allerdings auffällt, ist, dass es hier bei allmy ziemlich viele User mit dass/das Schwäche gibt.


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