Eenvoudige natuurkunde van het "broeikas effect"

[<!-- / message -->]

Oorspronkelijk geplaatst door patrickve

Rare definitie van arbeid, zulle !

Geef dan zelf eens een definitie voor arbeid die voor alle arbeid (dus ongeacht de drijvende kracht) van toepassing is ?

[<!-- / message -->]

Helemaal niet. De interne energie van een systeem is vrij goed gedefinieerd. Maar je schijnt - door onwetendheid, onwil, of zin voor trollen of weet ik veel - natuurwetten naargelang je voorkeuren "in" en "uit" te schakelen.

Gij kunt de begrenzingen van het systeem niet eens aangeven. En het systeem dat gij voorhoudt als zijnde alles is niet eens 1/4 de van het systeem.

Bovendien maakt gij het systeem dat ge aanduidt met 'in' zo groot als aarde + zon en en het systeem dat ge aanduidt als 'uit' zo groot als de aarde + laag troposfeer onder de - 18°C.

[<!-- / message -->]

Om een "elastiekje te breken" zal je niet toekomen met IR straling, hoor. IR straling is gewoon niet energetisch genoeg.

Nergens staat dat het breekt door IR straling.

Verbazing is u totaal vreemd. Zo lijkt het. Een voorbeeldje.

Koolstofdioxide wordt gebruikt door planten in de fotosynthese. Hierbij wordt door planten water en koolstofdioxide opgenomen en in glucose vastgelegd terwijl de zuurstof (O2) weer terug aan de lucht wordt afgegeven. Voor dit proces is energie nodig die door de zon wordt geleverd.

Een natuurkundige, zoals u, kan dit proces slechts bij zeer hoge temperaturen naspelen.

Hoewel dus een natuurkundige niet met hetzelfde onder de zelfde omstandigheden kan blokkendoos spelen is fotosynthese een feit.

Tot zover uw speelgoed aarde.

[<!-- / message -->]

Ik breek niks af.

Natuurlijk niet. Ik heb het volgende zo ook niet opgenomen hoor:

Het probleem met die uitleg is dat die heel erg bloot staat aan een aantal tegenwerpingen - die men trouwens ook vindt door klimaat sceptici. En ze hebben eigenlijk gelijk om skeptisch te staan tegenover die uitleg, want die is eigenlijk fout. Jammer genoeg hoort men die uitleg bijna overal als verklaring van het broeikas effect.

[<!-- / message -->]

Het is omdat het kouder wordt naar boven toe dat dit argument niet werkt, maar dat vind je dus niet terug in de "uitleg".

Het wordt niet kouder naar boven toe, het wordt warmer naar boven toe. Met een klein dipje waarvan u de gevolgen, de werking en de arbeid niet wilt kennen.

[<!-- / message -->]

Nu kan de ganse aarde maar 1 soort straling uitstralen, en dat is IR straling, via zwarte-lichaamsstraling.

Neen, ook door reflectie. Reflectie door de oppervlakte, wolken, inversie lagen enz. Het zichtbare spectrum dus.

Ook door zwaartekracht.

Ook door magnetisme.

Radiogolven.

Inertie.

En ook arbeid.

[<!-- / message -->]

Maar omdat het naar boven toe kouder wordt, gaat de blokkerende CO2 zelf minder uitzenden dan het geblokkeerd heeft van warmere onderliggende uitzenders, en netto gaan we dus "absorptielijnen" zien, ALSOF het CO2 enkel maar filterde.

Het wordt niet kouder naar boven toe. Het wordt warmer. Tot zelfs temperaturen waarbij c0² UV kan absorberen.

[<!-- / message -->]

als de aarde IR straling uitzendt, en dat wordt door de atmosfeer *geabsorbeerd*, waar gaat die energie dan naartoe ?

Als 0² UV absorbeert, daardoor uit mekaar valt en terug verbindingen aangaat zodat 0³ ontstaat. Waar gaat die energie dan naar toe ?

Als CFK's onder invloed van UV van ozon terug zuurstof maakt ? Waar gaat die energie dan naar toe ?

[Tavek]

Oorspronkelijk geplaatst door <!-- / message -->

Neen, ook door reflectie. Reflectie door de oppervlakte, wolken, inversie lagen enz. Het zichtbare spectrum dus.

Reflectie is niet gelijk aaan energie uitstralen. De maan reflecteert ook maar straalt zowat niks uit, wegens zijn dode karakter.

Ook door zwaartekracht.

Zwaartekracht is geen straling.

Ook door magnetisme.

idem dito.

Radiogolven.

Bliksem. Veroorzaakt door energie van de zon.

Inertie.

Geen straling.

En ook arbeid.

Nope.

[Tavek]

Oorspronkelijk geplaatst door <!-- / message -->

Geef dan zelf eens een definitie voor arbeid die voor alle arbeid (dus ongeacht de drijvende kracht) van toepassing is ?

Gij zijt nogal vrij goed in het stellen van vragen maar veel brengt ge zelf niet aan.

[<!-- / message -->]

Ik breek niks af. Trouwens, netto gezien LIJKT het er zelfs op dat die CO2 inderdaad als een soort filter werkt. Maar gewoon stellen dat het als een filter werkt, mist een heel belangrijk punt, namelijk de her-uitzending van thermische straling door CO2.

Gij schijnt te geloven dat absorptie van IR automatisch dezelfde hoeveelheid IR uitstraalt. Of iets dergelijks. Het zit wel een beetje veel schoner in mekaar.

Als een molecule IR absorbeert dan wordt die IR omgezet in kinetische energie. Punt. Er zijn twee manier waarop, maar dat doet even niet ter zake.

Deze kinetische energie kan de molecule verlaten op twee manieren. Een continue. En een discontinue. Dat is zo essentieel.

We spreken over gassen, dus het trillen van atomen kan (en zal) atomen van andere moleculen aanzetten tot trillen. Er is dus een kinetische overdracht. Of anders gezegd: Als c0² dat zich bevindt in een gasmengsel IR opneemt dan zal het volledige gasmengsel IR omzetten in kinetische energie, of te wel warmte. Dit proces is continue.

Tegelijk is er een discontinue proces. Slechts als die kinetische energie de schikking binnen atomen in een bepaalde toestand dwingt verliest de molecule een foton. Die toestanden zijn discontinue. Het gebeurd dus in stappen. Een foton verliezen is IR uitstralen.

Continue instraling van IR heeft geen continue uitstraling tot gevolg. Dat gebeurd in stappen.

Zelfs. Doordat het een gas is. En doordat een temperatuur verhoging zich kinetisch verspreidt over het gasmengsel. Wordt de overgang van de ene toestand naar de andere vertraagd.

Er is meer IR nodig om c0² een foton te ontfutselen in een gasmengsel dan om het zelfde te bereiken met c0² in een pure c0² omgeving.

C0² is een klein beetje warmer dan het gasmengsel door IR absorptie. Daardoor wil het ook een klein beetje sneller stijgen. Maar ook die kracht verdeelt zich over het gehele mengsel. Daardoor dwingt c0² in een mengsel het mengsel tot snellere expansie en dus tot extra afkoelen.

Door dit afkoelen verdeelt het mengsel nog meer kinetische energie van het c0². Waardoor het c0² nog meer IR kan absorberen zonder in een toestand te belanden dat het verplicht is tot afstralen van IR.

Heel dit proces bevordert omzetting van IR in kinetische energie in het gasmengsel, alhoewel enkel c0² IR absorbeert.

Heel de troposfeer zet IR om in kinetische energie. Maar heel de troposfeer straalt ook weinig IR uit. Het IR dat je in kaart kan brengen als je op de aarde neerkijkt toont wolken en temperatuur verschillen op de oppervlakte.

Ik moet jou niet vragen zeker wat er nu met die kinetische energie gebeurd ?

[patrickve]

Oorspronkelijk geplaatst door <!-- / message -->

En dU = TdS -PdV + xdX + ....

of

dQ_in - dQ_uit = TdS -PdV + xdX + ....

Je verwart hier de totale differentiaal van de toestandsfunctie enerzijds, en de eerste hoofdwet anderzijds (die geen totale differentiaal is).

De eerste hoofdwet:

dU = dQ - dW

waar dQ de totale netto ontvangen warmte is (dus dQ_in - dQ_uit) en voor een rare reden is dW de totale netto arbeid uitgeoefend door het systeem op zijn omgeving (dus dW_uit - dW_in).

Maar gezien er geen dW speelt in het ganse klimaatgedoe is de eerste hoofdwet in ons geval enkel maar een kwestie van warmte, dus dU = dQ.

Daarentegen, indien je de interne energie U wil uitdrukken als functie van extensieve grootheden, zoals BIJVOORBEELD S en V (en chemische inhouden X1, X2, ....), dan kan je de TOTALE DIFFERENTIAAL schrijven:

U(S,V,X1,X2,...) geeft je:

dU = (dU/dS) dS + (dU/dV) dV + (dU/dX1) dX1 + ....

Nu is het zo dat men die afgeleiden door thermodynamische overwegingen kan gelijk stellen aan andere grootheden. De meest interessante is bijvoorbeeld dU/dS bij constant volume: dat geeft je te thermodynamische temperatuur. Het zijn eigenlijk de "toegevoegde thermodynamische grootheden" (Volume en druk, temperatuur en entropie)....

[Tavek]

Oorspronkelijk geplaatst door <!-- / message -->

Gij schijnt te geloven dat absorptie van IR automatisch dezelfde hoeveelheid IR uitstraalt. Of iets dergelijks. Het zit wel een beetje veel schoner in mekaar.

Als een molecule IR absorbeert dan wordt die IR omgezet in kinetische energie. Punt. Er zijn twee manier waarop, maar dat doet even niet ter zake.

Deze kinetische energie kan de molecule verlaten op twee manieren. Een continue. En een discontinue. Dat is zo essentieel.

We spreken over gassen, dus het trillen van atomen kan (en zal) atomen van andere moleculen aanzetten tot trillen. Er is dus een kinetische overdracht. Of anders gezegd: Als c0² dat zich bevindt in een gasmengsel IR opneemt dan zal het volledige gasmengsel IR omzetten in kinetische energie, of te wel warmte. Dit proces is continue.

Tegelijk is er een discontinue proces. Slechts als die kinetische energie de schikking binnen atomen in een bepaalde toestand dwingt verliest de molecule een foton. Die toestanden zijn discontinue. Het gebeurd dus in stappen. Een foton verliezen is IR uitstralen.

Continue instraling van IR heeft geen continue uitstraling tot gevolg. Dat gebeurd in stappen.

Zelfs. Doordat het een gas is. En doordat een temperatuur verhoging zich kinetisch verspreidt over het gasmengsel. Wordt de overgang van de ene toestand naar de andere vertraagd.

Er is meer IR nodig om c0² een foton te ontfutselen in een gasmengsel dan om het zelfde te bereiken met c0² in een pure c0² omgeving.

C0² is een klein beetje warmer dan het gasmengsel door IR absorptie. Daardoor wil het ook een klein beetje sneller stijgen. Maar ook die kracht verdeelt zich over het gehele mengsel. Daardoor dwingt c0² in een mengsel het mengsel tot snellere expansie en dus tot extra afkoelen.

Door dit afkoelen verdeelt het mengsel nog meer kinetische energie van het c0². Waardoor het c0² nog meer IR kan absorberen zonder in een toestand te belanden dat het verplicht is tot afstralen van IR.

Heel dit proces bevordert omzetting van IR in kinetische energie in het gasmengsel, alhoewel enkel c0² IR absorbeert.

Heel de troposfeer zet IR om in kinetische energie. Maar heel de troposfeer straalt ook weinig IR uit. Het IR dat je in kaart kan brengen als je op de aarde neerkijkt toont wolken en temperatuur verschillen op de oppervlakte.

Ik moet jou niet vragen zeker wat er nu met die kinetische energie gebeurd ?

Helaas, pindakaas, onze atmosfeer bevindt zich in een soort van evenwicht. Ze heeft een bepaalde temperatuur, een bepaalde druk, en die varieert relatief gezien weinig (het weer noemt men dat).

Een hogere zonneactiviteit kan dat een invloed hebben op het weer. Maar algemeen gesproken mag men stellen dat de inkomende straling de emissies van IR compenseren en dat we dan in deze evenwichtstoestand blijven.

En een laatste vraagje, waar gaat die kinetische energie dan weer naartoe, als jij stelt dat die aanwezig is ?

[<!-- / message -->]

Maar gezien er geen dW speelt in het ganse klimaatgedoe is de eerste hoofdwet in ons geval enkel maar een kwestie van warmte, dus dU = dQ.

Dan is uw wet niet van toepassing vermits enkel van toepassing op ALLE energie onder EENDER WELKE vorm in een GESLOTEN systeem.

[<!-- / message -->]

Oorspronkelijk geplaatst door Tavek

En een laatste vraagje, waar gaat die kinetische energie dan weer naartoe, als jij stelt dat die aanwezig is ?

Volgens de specialist:

onder de vorm van vibraties van het ruimte-tijd ectoplasma, gemoduleerd op de tonen van "thriller night"

[Tavek]

Oorspronkelijk geplaatst door <!-- / message -->

Volgens de specialist:

Geen antwoord dus

[patrickve]

Oorspronkelijk geplaatst door <!-- / message -->

Geef dan zelf eens een definitie voor arbeid die voor alle arbeid (dus ongeacht de drijvende kracht) van toepassing is ?

Arbeid is elke vorm van overdracht van energie tussen twee subsystemen die niet gepaard gaat, of die *potentieel* niet gepaard hoeft te gaan, met een entropie overdracht.

Bijvoorbeeld: een macroscopische kracht waarvan het aangrijpingspunt over een zekere afstand verplaatst ; een macroscopische elektrische stroom die een potentiaalverschil doorloopt.

Er zijn "randgevallen" waarbij er een heel klein beetje entropie overgedragen wordt die veel kleiner is dan de equivalente warmte overdracht zou veroorzaken bij "gangbare" temperaturen.

Bijvoorbeeld: bij temperaturen van enkele honderden graden kan men licht, of UV straling zo goed als "arbeid" beschouwen. Maar niet meer als we in de duizenden graden zitten! Idem voor "chemische energie". Aan aardse temperaturen kan men bijvoorbeeld elektrolyse van water als "arbeid" beschouwen, maar niet meer bij 2000 graden. Voor gamma-straling kan je dat als arbeid beschouwen, behalve als je in de miljoenen graden zit (bij een atoombom bijvoorbeeld).

Straling die in de buurt zit van de zwarte-lichaamstraling is echter niet als "arbeid" op te vatten. Hier is een uitzondering op: coherente straling. Radiogolven bijvoorbeeld, kan je als arbeid beschouwen, als die coherent zijn en veruit boven de "thermische ruis" uitkomen.

Met "potentieel" bedoel ik, dat het altijd mogelijk is om arbeid in warmte om te zetten via een dissipatief mechanisme. Een mechanische kracht kan bijvoorbeeld een wrijving veroorzaken. In dat geval is er wel entropie kreatie. Maar het systeem dat die kracht levert, moet dat niet noodzakelijk doen aan iets dat wrijving veroorzaakt, men kan het tweede systeem die de "arbeid" ontvangt, dus wel altijd vervangen door een niet-dissipatief systeem.

Met niet-arbeidsoverdracht is er een *onvermijdelijke* overdracht van entropie.

[patrickve]

Oorspronkelijk geplaatst door <!-- / message -->

Gij kunt de begrenzingen van het systeem niet eens aangeven. En het systeem dat gij voorhoudt als zijnde alles is niet eens 1/4 de van het systeem.

Bovendien maakt gij het systeem dat ge aanduidt met 'in' zo groot als aarde + zon en en het systeem dat ge aanduidt als 'uit' zo groot als de aarde + laag troposfeer onder de - 18°C.

Nee, wat ik de hele tijd beschouw is aardoppervlak + troposfeer. Dat is het systeem onder beschouwing. "in" is zonnelicht (waarbij we direct al kunnen het niet-gereflecteerde zonnelicht beschouwen, want het gereflecteerde zit zowel in "in" als "uit" en doet dus niks aan de balans). "Uit" is de IR straling die uiteindelijk omhoog gaat aan de tropopause.

Ik moet de hoger liggende lagen van de atmosfeer (zo goed als) niet beschouwen, want die zijn essentieel transparant voor de IR straling die we kwijt willen (ze gaan een heel klein prutske absorberen, maar dat maakt de zaak niet).

Er zit gewoon niet genoeg CO2 boven de tropospause om een significante verandering in het stralingsbilan te maken.

Mochten we met een veel "zwarter" gas te maken hebben (zodat het "gemiddelde punt van laatste emissie" hoger ligt dan de tropopause voor vele frequenties) dan zou je gelijk hebben, en dan zouden we naar DIE lagen moeten kijken (en zou de troposfeer ons van de slag niet veel meer kunnen schelen). Dan zou het broeikas verhaal trouwens heel anders in elkaar zitten.

[patrickve]

Oorspronkelijk geplaatst door <!-- / message -->

Neen, ook door reflectie. Reflectie door de oppervlakte, wolken, inversie lagen enz. Het zichtbare spectrum dus.

Dat was al in rekening gebracht door met het albedo rekening te houden. We hebben het over het stuk zonnestraling die NIET wordt gereflecteerd. De aarde heeft zo goed als geen manier om *zelf* licht op te wekken in het zichtbare. Een heel klein beetje wel: door bliksem, maar ge gaat toch niet stellen dat dat een significant effect is, he

Ook door zwaartekracht.

Zin om even uiteen te zetten hoe de zonne-warmte in "zwaartekracht energie" wordt omgezet ? We zijn heel benieuwd naar uw uitleg

Ook door magnetisme.

Zelfde vraag: even uiteenzetten hoe de aarde haar ontvangen zonnewarmte kwijt geraakt via "magnetisme". Kom niet vertellen dat er een aard magnetisch veld is. Dat is geen vorm van energie KWIJTRAKEN. Ik ben echt heel benieuwd hoe je zonnewarmte omgezet ziet in iets dat energie kwijt raakt "via magnetisme".

Radiogolven.

Juist, ja. Een piepklein beetje. Want het thermische spectrum bevat niet enkel maar IR, maar heeft ook een minuskuul staartje in de radiogolven. En ja, bliksem zal ook een piepklein beetje energie wegstralen in het radiogebied. Enige schatting van hoeveel nanowatt dat geeft per vierkante meter aardoppervlak ?

Inertie.

Graag opnieuw een suggestie van hoe de aarde haar ontvangen zonnewarmte kwijt kan 'via inertie'. We zijn heel benieuwd.

En ook arbeid.

Al het bovenstaande zijn vormen van arbeid (behalve het stukje thermische radiostraling), maar natuurlijk ga je er hier nog andere aangeven, waarbij de aarde haar warmte kwijt kan via die arbeid.

Laat me raden: getijdenwerking. Maar geen geluk: het beetje getijdenwerking warmt de aarde (een piepklein beetje) op. Een idee hoe de aarde warmte kan *kwijtspelen* via getijden ??

[patrickve]

Oorspronkelijk geplaatst door <!-- / message -->

Dan is uw wet niet van toepassing vermits enkel van toepassing op ALLE energie onder EENDER WELKE vorm in een GESLOTEN systeem.

De eerste hoofdwet toegepast op een gesloten systeem is nogal saai, he:

dU = 0.