Hva er temperaturen i vakuum?

[Newt32]

Hei!

 

Vi har en stor diskusjon her i klassen min, med at vakuum ikke har noe tempereatur.

 

En sier at vakuum har tempereatur og en sier et den har det, som alt annet.

 

Så spør de hvordan man skal forklare ingen tempereatur.

 

Det vet de ikke.

 

 

Men kan noen hjelpe meg med å finne et troverdig svar på om det finnes temperatur i vakuum, og i så fall hvor mye?

[JBlack]

Temperature is a property of matter (it is related to how much energy is

stored in the mater in the form of motion -- vibrations) and hence does

not apply to a vacuum.

 

http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/chem03/chem03305.htm

[bfisk]

Temperatur er definert ut fra den gjennomsnittlige kinetiske energien til en mengde partikler. Det er altså meningsløst å prate om temperatur i vakuum.

 

"Hvor fort går mannen som ikke er der?"

[Vintar]

Når de snakker om temperaturen i verdensrommet så regner de ut den teoretiske temperaturen om det var luft der... Get it?

[ddd-king]

Når de snakker om temperaturen i verdensrommet så regner de ut den teoretiske temperaturen om det var luft der... Get it?

No!

[Vintar]

No som at du mener det er feil, eller no som at you don't get it?

[Snillingen]

Hei, jeg er ikke så skarp, men jeg tror svaret på spørsmålet ditt står her http://en.wikipedia.org/wiki/Temperature.

[ddd-king]

No som at du mener det er feil, eller no som at you don't get it?

Du har en arroganse som irriterer meg!

 

Les hva spørsmålet var. Summert med en setning blir dette: "Kan vakum ha temperatur?"

 

Svaret er "nei". Temperatur er et mål for den kinetiske energien til stoffet man måler temperatuen for.

 

Så å komme med noe som ikke svarer på spørsmålet og samtidig virker nedlatende er " ", spør du meg...

[endrebjo]

Noe jeg lenge har lurt på er: Er det virkelig ingenting inni et vakuum? Går det virkelig an å ikke være noe som helst en plass? Har mennesker greid å lage et skikkelig vakuum? Vil ikke kreftene være så sterke at ingenting greier å stå i mot "sugekraften"?

 

[Codename_Paragon]

Hei, jeg er ikke så skarp, men jeg tror svaret på spørsmålet ditt står her http://en.wikipedia.org/wiki/Temperature.

Det står mye interessant på Wikipedia, i dette tilfelle ville jeg heller lete etter svaret på http://en.wikipedia.org/wiki/Vacuum

Quantum physics reveals that even an ideal vacuum, with a measured pressure of zero Pa, isn't really empty. One reason is that the walls of the vacuum chamber emit light in the form of black-body radiation: visible light if they are at a temperature of thousands of degrees, infrared light if they are cooler. This soup of photons will be in thermodynamic equilibrium with the walls, and the vacuum can consequently be said to have a particular temperature. More fundamentally, there are quantum-mechanical fluctuations in the vacuum. This may be responsible for the observed value of the cosmological constant.

 

Temperatur kan da relateres til strålingsvarme fra en "black body"-type stråling med en gitt temperatur.

 

@endrebjorsvik89: Artikkelen forteller også at

The lowest pressures currently achievable in laboratory are about 10E-13 Pa.

...

- Near earth outer space = approximately 100 μPa

- Pressure on the Moon = approximately 1 μPa

- Interstellar space = approximately 10 nPa

 

Vil derfor si at mennesker har greid å lage et skikkelig vakuum.

[Gjest Slettet-8fx0y6VV]

Naar du har et absolutt vakum saa er tempraturen 0 grader Kelvin.

[Jonas]

Hva skjer med din egen kroppstemperatur hvis man svever i verdensrommet?

 

Vil den synke eller vil den holde seg fordi varmen ikke kan overføres til noe?

Endret 16. februar 2005 av Jonas

[Codename_Paragon]

Naar du har et absolutt vakum saa er tempraturen 0 grader Kelvin.

Interessant. Kan du gi meg den kvantemekaniske forklaringen på dette? Ja, jeg ser ikke bort fra at en Nobelpris i fysikk ligger å venter på deg her.

[ddd-king]

Naar du har et absolutt vakum saa er tempraturen 0 grader Kelvin.

Interessant. Kan du gi meg den kvantemekaniske forklaringen på dette? Ja, jeg ser ikke bort fra at en Nobelpris i fysikk ligger å venter på deg her.

Hva er det som er så merkelig med dette?

Siden Temperatur er definert som den kinetiske energien til materialet.

Når vi sier vakum, mener vi at det ikke finnes noe stoff der, og dermed kan det ikke være noe temperatur der.

 

Det kan selvfølgelig være energi der i form av EM bølger, men ingen stoff til å absorbere energien, altså ingen temperatur.

 

Når man drar kvantemekanikken inn i bildet så gjør man ting mer komplisert.

Bølgefunksjonen i kvantemekanikken sier at man ikke kan med 100% sikkerhet utelukke noen energiformer i et område. Det kan være et foton som befinner seg der i vakum og i neste øyeblikk så finnes det ikke noe der...

 

Men jeg tror dette:

vakum har ingen temperatur.

 

Men vakum kan inneholde energi, med støtte fra kvantemekanikken

[Codename_Paragon]

Naar du har et absolutt vakum saa er tempraturen 0 grader Kelvin.

Interessant. Kan du gi meg den kvantemekaniske forklaringen på dette? Ja, jeg ser ikke bort fra at en Nobelpris i fysikk ligger å venter på deg her.

Hva er det som er så merkelig med dette?

Siden Temperatur er definert som den kinetiske energien til materialet.

Når vi sier vakum, mener vi at det ikke finnes noe stoff der, og dermed kan det ikke være noe temperatur der.

Hvor står det at temperatur er definert som den kinetiske energien til materialet? Leser du artikkelen jeg referer til over, ser du at definisjonen er videre enn som så, ref. black body-stråling.

Det kan selvfølgelig være energi  der i form av EM bølger, men ingen stoff til å absorbere energien, altså ingen temperatur.

Er absopsjon et krav?

Når man drar kvantemekanikken inn i bildet så gjør man ting mer komplisert.

Bølgefunksjonen i kvantemekanikken sier at man ikke kan med 100% sikkerhet utelukke noen energiformer i et område. Det kan være et foton som befinner seg der i vakum og i neste øyeblikk så finnes det ikke noe der...

 

Men jeg tror dette:

vakum har ingen temperatur.

Det er her jeg referer til definisjoner, ikke tro. Mener du noe annet, er jeg interessert om du kan komme med en god begrunnelse.

Men vakum kan inneholde energi, med støtte fra kvantemekanikken

Jeg avfeier ikke dine påstander, men ser gjerne en videre forklaring.

[ddd-king]

A degree of hotness or coldness the can be measured using a thermometer. Also a measure of how fast the atoms and molecules of a substance are moving (see Kinetic energy). Temperature is measured in degrees on the Fahrenheit, Celsius, and Kelvin scales.[1]

 

The measure of the average kinetic energy of the molecules of a substance. The greater the kinetic energy the higher the temperature. A measure of how fast the air molecules are moving.[2]

 

a measure of the random motion energy (the average kinetic energy) of a group of particles in a gas, liquid, or solid. The temperature is higher if the particles are moving faster.[3]

 

The measure of molecular motion or the degree of heat of a substance. It is measured on an arbitrary scale from absolute zero, where the molecules theoretically stop moving.[4]

 

The temperature is a measure of the internal energy that a substance contains. This measure of the internal energy that a substance contains.[5]

 

Temperature is defined as the measure of the average speed of atoms and molecules. The higher the temperature the faster they move.[6]

 

The level or degree of thermal energy in a substance, an object, or the surrounding environment as measured on a standard scale. In other words, temperature refers to whether something is hot or cold. It is the measurement of how fast the molecules are moving back and forth.[7]

 

measure of the quantity of thermal energy in a substance. High temperature indicates more heat energy than low temperature.[8]

 

Operationally, a measure of the tendency of a body or system to give up or take in heat from its surroundings. Heat always flows from high temperature to low temperature. Two bodies in equilibrium must have the same temperature (this is sometimes called the zeroth law of thermodymamics). This qualitative definition can be put on an absolute scale in a few ways, based either on the Second Law, the ideal gas law, or statistical mechanics. In each case there exists an absolute zero (0 Kelvin or -273.15 °C) where there are no vibrational degrees of freedom and the Third Law applies. Microscopically, of course, temperature is associated with kinetic energy of atoms, and quantum mechanically with occupancy of excited quantum states.[9]

 

In thermodynamics, the integrating factor of the differential equation referred to as the first law of thermodynamics, In statistical mechanics, a measure of translational molecular kinetic energy (with three degrees of freedom). In general, the degree of hotness or coldness as measured on some definite temperature scale by means of any of various types of thermometers.[10]

 

Alle kildene over er hentet fra de fleste utdanningsinstitusjoner, men jeg tar med den siste også:

 

• Microscopic view:

– Atoms and molecules are in constant, random motion.

– Temperature is a measure of this randomkinetic energy.

kilde: Professor Richard Jones notater i PHY 101 Thermal Physics (http://www.shef.ac.uk/physics/people/rjones/PDFs/PHY101/PHY101_RALJ_lect1.pdf)

 

 

 

Jeg håper at dette er nok kilder til å støtte det jeg har skrevet over...

 

[1]http://www.ucar.edu/educ_outreach/webweather/glossary.html

[2]http://cimss.ssec.wisc.edu/oakfield/keyterms.htm

[3]http://astronomy.nju.edu.cn/astron/Astronomynotes/glosst.htm

[4]http://interests.caes.uga.edu/drought/glossary.htm

[5]weather.unisys.com/wxp/Appendices/Glossary.html

[6]www.geog.ouc.bc.ca/conted/onlinecourses/enviroglos/t.html

[7]www.uwsp.edu/cnr/wcee/keep/Mod1/Unitall/definitions.htm

[8]www.tsgc.utexas.edu/stars/metgloss.html

[9]expet.gps.caltech.edu/~asimow/glossary.html

[10]www.telemet.com/weather_gloss_t.htm

[ddd-king]

Jeg håper at du forstår at du må være kritisk til hvilken kilde du får informasjon fra. I Wikipedia kan alle redigere artiklene og stoffet der er ment for allmennhet, ikke teknisk.

[ddd-king]

Quantum physics reveals that even an ideal vacuum, with a measured pressure of zero Pa, isn't really empty. One reason is that the walls of the vacuum chamber emit light in the form of black-body radiation: visible light if they are at a temperature of thousands of degrees, infrared light if they are cooler. This soup of photons will be in thermodynamic equilibrium with the walls, and the vacuum can consequently be said to have a particular temperature. More fundamentally, there are quantum-mechanical fluctuations in the vacuum. This may be responsible for the observed value of the cosmological constant

La meg angripe dette fra Wikipedia:

 

"One reason is that the walls of the vacuum chamber emit light in the form of black-body radiation"

 

Når man snakker om vakum så snakker man om et sted det ikke finnes noenting og helst et sted i enden (hvis det finnes) av universet. Denne artikkelen snakker om vakum i et kammer, altså menneskeskapt vakum.

 

"infrared light if they are cooler. This soup of photons will be in thermodynamic equilibrium with the walls, and the vacuum can consequently be said to have a particular temperature"

 

Hvis det så er vakum i et kammer. Veggene vil sjelden ha en temperatur over romtemperatur. I slike temperaturer blir det ikke dannet photoner. bruker man thermodynamikken kan energien regnes ut følgende:

E = kT Planks konstant x temperatur i Kelvin

For å ha fotoner må elektronet eksiteres til et høyere nivå, over bandgapet, og så hoppe tilbake til grunntilstand. bandgapet til halvledere er fra 1-5 eV.

man kan bruke denne formelen til å regne ut bølgelengden

 

lambda [um] = 1.22/Eg[eV]

 

 

Når energistråling leveres fra vibriasjoner i materalstrukturen er det phononer man snakker om.

 

 

Siden Temperatur er definert som over. Det må være stoffer tilstede for å absorbere phononene som sendes ut får å få en temperaturøkning. Men siden i vakum finnes det ikke atomer så blir engeriformen fortsatt på EM stråling.

Med en gang man putter atomer i vakum er det meningfylt å snakke om temperatur. Ellers er det bedre å snakke om Energitetthet, som er definert med Poyntings vektor:

 

S = ExH [W/m^2]

 

Som kan eksistere i vakum. Det er nettopp dette bølgefenomenet som er opphavet til alt liv på jord. Hvis energi ikke kan gå gjennom vakum kan vi ikke leve på jorden.

[ddd-king]

Codename_Paragon:

 

Jeg er interessert i din reaksjon og evt. hva du mener.

[Codename_Paragon]

Da er jeg tilbake.

 

Joda, det er lett å referere til Wikipedia, like lett som å sjekke definisjoner med Google. I det siste tilfellet tviler jeg ikke på linkene dine, men problemet er at disse tar for seg klassisk termodynamikk, ikke den kvantemekaniske siden, som var den jeg etterlyste, og som er den en trenger for å finne temperaturen i vakuum.

 

Sjekker du Google for definisjon på dagligdagse ting som temperatur får en vanligvis de klassiske svarene, mens de relativistiske eller kvantemekaniske kommer langt ned på listen.

 

Jeg deler din skepsis ovenfor Wikipedia, alle kan endre, men dette går jo bagge veier, Ser jeg en feil eller mangel, så gjør jeg også noe med det. I tillegg er det vanlig at det ligger igjen spor på diskusjonssidene for hver artikkel dersom kontroversielle sider kommer opp. I tilfellet med artikkelen om temperatur er diskusjonssiden tom for kommentarer om vakuumtemperatur. Selv om artikkelene skal kunne forståes av almenheten, kan de likevel være utfyllende. Jeg tror det var Richard Feynman som sa noe slikt som at fysikk en ikke kunne forklare barbetjeningen ved hjelp av baksiden på en konvolutt, var ikke verdt å bedrive.

 

La oss ta konseptet vakuum først. Fra Wikipedia om vakuum:

Quantum physics reveals that even an ideal vacuum, with a measured pressure of zero Pa, isn't really empty. One reason is that the walls of the vacuum chamber emit light in the form of black-body radiation: visible light if they are at a temperature of thousands of degrees, infrared light if they are cooler. This soup of photons will be in thermodynamic equilibrium with the walls, and the vacuum can consequently be said to have a particular temperature. More fundamentally, there are quantum-mechanical fluctuations in the vacuum. This may be responsible for the observed value of the cosmological constant.

Så vi har ingen gass, men vi har ikke nødvendigvis fjernet fotonene. Jeg ser ikke vi trenger stråling fra noen vegger, i verdensrommet har vi som kjent en bakgrunnsstråling på 3K.

 

Du skriver

Når man snakker om vakum så snakker man om et sted det ikke finnes noenting og helst et sted i enden (hvis det finnes) av universet.

men jeg mener at fotoner fortsatt kan være der, og også er der i universet.

 

La oss ta for oss hva temperatur er. Etter nullte lov er temperatur det som driver overføring av varme i form av termisk energi. Energien i vakuum er da summen av energiene til alle fotonene i det gitte volumet. Dersom et sted har mer energi (f.eks. et sted nær en stjerne) enn et annet sted inntil dette volumet (f.eks. et volum på yttersiden av det første sett fra stjernen), vil energi fra det første flyte inn i det andre, og da må temperaturen i det første være høyere enn det andre.