Ich habe Vakuum erwähnt, weil ich die Auswirkungen von Leitung oder Konvektion außer Acht lassen möchte. Ich möchte einfach nur wissen, ob ein Teil der Infrarotstrahlung (IR) vom kühleren Körper zum heißeren Körper geht? Woher weiß jeder Körper, wie viel er zu einem bestimmten Zeitpunkt ausstrahlen muss? Ich gehe davon aus, dass es letztendlich auf Temperaturunterschiede ankommt, aber woher weiß der heißere Körper, wie hoch die Temperatur des kühleren Körpers ist und umgekehrt? Wir alle wissen, dass beide Körper IR mit der 4. Potenz ihrer Temperatur ausstrahlen und offensichtlich irgendwann im Gleichgewicht miteinander sein werden, wobei jeder von ihnen dann die gleiche Menge an einander ausstrahlt.
Ja, beide Körper strahlen, auch der kühlere. Je wärmer es ist, desto mehr Leistung gibt es in seiner Strahlung ab, proportional zu genau wie du sagst. Die Strahlungsmenge hängt von der absoluten Temperatur ab, nicht von der Temperaturdifferenz. Da aber der kältere Körper eine niedrigere absolute Temperatur hat, strahlt er weniger ab als der heiße, und das Endergebnis ist, dass Wärme vom wärmeren Körper zum kühleren fließt.
Kann ein kühlerer Körper Infrarotstrahlung auf einen wärmeren Körper ausstrahlen?
Ja, der kühlere Körper strahlt entsprechend seiner Temperatur, wie Sie erwähnt haben, und ein Teil dieser Strahlungsenergie könnte vom wärmeren Körper absorbiert werden.
Dies hängt vom Prozentsatz der kühleren Körperstrahlung ab, der der wärmere Körper ausgesetzt ist, und von der Fähigkeit des wärmeren Körpers, diese Strahlung zu absorbieren (im Gegensatz zu reflektieren oder zu übertragen).
offensichtlich werden sie schließlich miteinander im Gleichgewicht sein, wobei jeder von ihnen dann eine gleiche Menge an einander abstrahlt.
Dies könnte nur der Fall sein, wenn die gesamte Strahlungsenergie zwischen den beiden Körpern hin und her springt und nicht abgestrahlt wird. Wenn ein Teil der Energie abgestrahlt würde, wäre es schwieriger vorherzusagen, wie sich die Temperaturen der Körper ändern würden, ohne alle relevanten Details zu kennen, aber schließlich wäre die Temperatur beider Körper Null.
Woher weiß jeder Körper, wie viel er zu einem bestimmten Zeitpunkt ausstrahlen muss?
Sie tun es nicht. Wenn Sie davon ausgehen, dass beide Körper „schwarz“ sind, das heißt, sie strahlen aufgrund ihrer Temperatur elektromagnetische Wellen ab, wie sie durch die Schwarzkörper-Strahlungsgleichungen beschrieben werden , dann tun sie dies, weil die Natur so ist.
[...] woher kennt der heißere Körper [..] die Temperatur [...] des kühleren Körpers und umgekehrt?
Nochmals: Die Körper sind bezüglich der emittierten Strahlung voneinander unabhängig. Wenn der kältere Körper heiß genug ist, um überhaupt IR-Strahlung auszusenden, wird er dies unabhängig von anderen Körpern in seiner Umgebung tun.
Ich stimme den Antworten von @Ricky Tensor und @VF zu, aber eine detailliertere Antwort lautet "es gibt mehrere Szenarien". Es hängt ab von:
Wenn beispielsweise Körper A weniger Strahlung aussendet als Strahlung vom heißeren Körper B absorbiert, kühlt Körper A nicht. Seine Temperatur wird stattdessen steigen, bis seine Strahlung gleich der absorbierten Strahlung wird.
Auch wenn Körper A kühl ist, aber langsam seine Temperatur verliert und Körper B sehr heiß ist, aber schnell abkühlt, kann es einen Moment geben, in dem Körper B kühler wird als A.
Aber in jedem Fall verlieren beide Körper A und B ihre Temperatur langsamer als ohne einen anderen Körper.
Ich glaube, Ihre Fragen beruhen auf einem Missverständnis der beteiligten Physik.
Das IR, das ein Körper ausstrahlt, hängt von seiner absoluten Temperatur ab , NICHT von der Temperaturdifferenz , die er in Bezug auf einen anderen Körper haben könnte! Daher kennen die fraglichen Körper die Temperatur des anderen Körpers nicht (und müssen sie auch nicht kennen).
Ihre Aussage, dass IR von der 4. Potenz seiner Temperatur abhängt, ist fast richtig. Sie haben nicht die absolute Temperatur gesagt, und dies könnte die Quelle der Verwirrung sein?
Es ist nicht offensichtlich , dass beide Körper irgendwann die gleiche Temperatur erreichen würden! Dies liegt daran, dass sie sich nicht in einem geschlossenen System befinden .
Nehmen wir als Beispiel die Sonne und die Erde.
Die Sonne ist heißer, aber sie strahlt den größten Teil ihrer Energie von der Erde weg .
Obwohl die Erde kühler ist, strahlt sie aufgrund ihrer inneren Kerntemperatur und der Energie, die sie von der Sonne erhält, auch IR aus. Ein großer Teil dieser Energie wird auch von der Sonne weg abgestrahlt.
Werden beide Körper irgendwann die gleiche Temperatur erreichen? Aus Gründen, die wir alle kennen, ist es höchst unwahrscheinlich!
Benutzer191954
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