Làm thế nào lạnh cho thiếu nhiệt?

Tôi biết rằng trên mặt trăng, trong khi nhiệt độ bề mặt ban ngày có thể trên 270 ° F, trong bóng râm nhưng một vài feet trên nhiệt độ bề mặt có thể trở nên khá thấp. Tự hỏi liệu một hiện tượng tương tự có thể được quan sát nếu một loại vắc-xin được tạo ra xung quanh một vật thể lơ lửng ở giữa nó.

Ví dụ, một quả bóng thép được treo ở giữa một khối mica, bằng 3 sợi mica, và thể tích bên trong của khối là 1 mét khối, và quả bóng có đường kính 10cm, thành hộp dày 5cm. Khối lập phương đã được sơ tán đến giới hạn thực tế của máy bơm chân không hiện đại. Giả sử quả bóng thép được làm lạnh đến nhiệt độ -20 c (được đo tại thời điểm sơ tán hoàn tất). Giả sử bên ngoài là 70 ° F và chiếc hộp đang ngồi trên giá ba chân bằng kính trong bóng râm, được che chắn khỏi ánh sáng mặt trời trực tiếp.

Điều gì sẽ được đọc nhiệt độ của quả bóng thép, khoảng, sau khi nói 2 tuần? (tức là ở trạng thái cân bằng).

(Tôi không có nghĩa là quá kê đơn, nhưng cố gắng đủ cụ thể để tránh các câu trả lời như "nó phụ thuộc vào độ dày của các bức tường" và tương tự)

— người dùng1023110
nguồn

Về câu hỏi đầu tiên của bạn, hãy nhớ bầu không khí của trái đất cũng hấp thụ năng lượng, lượng năng lượng mà hệ thống của bạn sẽ nhận được trên trái đất không giống như nó sẽ nhận được trên mặt trăng. Và tôi không hiểu làm thế nào 'Chiếc hộp' phát huy tác dụng? Nó không hoàn toàn rõ ràng với tôi.

— Sam Farjamirad

Mục đích của chiếc hộp là tạo ra khoảng trống xung quanh quả bóng thép, để cách nhiệt, càng nhiều càng tốt quả bóng thép từ sức nóng bức xạ của trái đất và bầu không khí xung quanh, giống như trên mặt trăng, thiếu không khí cách ly một thứ gì đó phía trên bề mặt từ nhiệt độ rất cao trên bề mặt. tức là nhiệt không thể truyền từ thành hộp đến quả bóng thép vì không có phương tiện để dẫn nhiệt. Dù sao đó cũng là câu hỏi.

— dùng1023110

Tôi nghĩ rằng tôi đã nhận nó, vì vậy bạn muốn giảm sự truyền nhiệt bằng cách dẫn và đối lưu càng nhiều càng tốt, nhưng bạn quên nhiệt truyền bằng bức xạ. Tôi nghĩ rằng hệ thống nhiệt động của bạn sẽ ở trạng thái cân bằng trong hai tuần.

— Sam Farjamirad

Ah. Có sưởi ấm bằng bức xạ đòi hỏi một phương tiện của bất kỳ loại? nếu bạn loại bỏ sự khác biệt giữa trái đất và mặt trăng, tức là một bầu khí quyển, tại sao hành vi dường như khác nhau (hoặc có lẽ không?). Nếu hộp được che chắn khỏi ánh sáng khả kiến, tia cực tím hồng ngoại sẽ vẫn tỏa nhiệt? Làm thế nào điều này xảy ra?

— dùng1023110

Mọi thứ có xu hướng cùng nhiệt độ theo thời gian - cho đủ tme ...

— Solar Mike

Hãy tưởng tượng hệ thống dưới đây ở trạng thái cân bằng.

Cân bằng năng lượng như sau:

Vào bóng ...

ϵ_{b} T_{b}^{4} = ϵ_{w} T_{w}^{4}

$\epsilon_b T_b^4 =\epsilon_w T_w^4$

Trên tường ...

ϵ_{w} A_{w} σ T_{w}^{4} = h_{a} A_{w} (T_{a} - T_{w}) + ϵ_{a} A_{w} σ T_{a}^{4}

$\epsilon_w A_w \sigma T_w^4 = h_a A_w (T_a - T_w) + \epsilon_a A_w \sigma T_a^4$

$\epsilon_j$ $A_j$ $\sigma$ $T_j$ $h_a$

$A_j$ $\epsilon_j$ $h_a$ $T_b$ $T_w$

Thí dụ

$T_b = T_w$ $\epsilon_w = 1$ $\sigma T_w^4 = h_a (T_a - T_w)$ $h_a = 5$ $^2$ $T_a = 275$ $\epsilon_w \rightarrow 0$ $T_b = T_w = T_a$

— Jeffrey J Weimer
nguồn

Cảm ơn điều đó rất hữu ích Jeffrey. Tôi sợ rằng tôi không biết các đơn vị và một số chữ cái là gì. (ví dụ Aw, e, sigma?) Giả sử không có gió, bạn có thể đưa ra một ví dụ dựa trên thiết lập được mô tả ở trên không?

— dùng1023110

Tôi đã cập nhật với một lời giải thích về các biểu tượng và một ví dụ

— Jeffrey J Weimer