13 svar
74 visningar
Mattehjalp 1228
Postad: 22 mar 12:06

Temperatur strålning

Ida har glömt spisplattan på och kommer in till köket och ser hur plattan glöder svagt i märkt, mörkt rött. Det är en "gammal" spis med järnplattor, inte en keramikhäll eller induktionsspis.

Vilken effekt strålar plattan ut med? Gör lämpliga uppskattningar för att lösa uppgiften. 

Hej, i facit använder de att r=10 cm och temperaturen=1000 K och fick effekt till 1800 W

Jag tänker att P=M•A och M=o•T^4 och A=nr^2 för det är en platta. Temperaturen på plattan kommer inte att överskrida 1500 grader för då börjar järn att smälta. Och jag tänker att eftersom den glöder svagt borde temperaturen inte vara så hög. Men varför har de valt just 1000 K? Hade jag fått fel om jag valde 500 K tex? Det är min enda fundering.

Kolla om en svart kropp med temperaturen 500 oC avger strålning som är kortvågig nog att vi skall kunna se den! Om strålnigen hamnar i det synliga spektrumet borde den gissningen vara lika bra som dende gjort i facit.


Tillägg: 22 mar 2024 13:55

Oj, det var visst temperaturer i K, inte oC. 500 K är olrimligt, som Pieter påpekade.

Pieter Kuiper 6954
Postad: 22 mar 13:20 Redigerad: 22 mar 13:22
Mattehjalp skrev:

Men varför har de valt just 1000 K? Hade jag fått fel om jag valde 500 K tex? Det är min enda fundering.

Runt tal. 

Och 500 kelvin är fel. Det är som man gräddar tårta i osv. Ugnsplattan ger ingen synlig glöd.

Mattehjalp 1228
Postad: 22 mar 13:22

Våglängden ska ju vara mellan 380-740 nanometer för att vi ska kunna se den (enligt vår formelblad). Och de säger att den ska glöda i rött sken alltså ska vi kolla våglängd för röda färgen?, den är 625 nm-740 nm (enligt vår formelblad)

Wiens förskjutningslag ger λm ⋅ T = k

lägger vi in 625 nm och 740 nm får vi att temperaturen kan vara mellan 3916 K -4636 K för att lysa rött, men smältpunkten för järn är 1773 K, så hur går det ihop?

Pieter Kuiper 6954
Postad: 22 mar 13:23 Redigerad: 22 mar 13:23
Mattehjalp skrev:

Wiens förskjutningslag ger λm ⋅ T = k 

Wiens lag handlar om maximum.

Frågan handlar om svansen i fördelningen.

Mattehjalp 1228
Postad: 22 mar 13:25

hur ska jag då kolla om en svart kropp med temperaturen 500 oC avger strålning som är kortvågig nog att vi skall kunna se den? Med vilken formel?

Pieter Kuiper 6954
Postad: 22 mar 13:28 Redigerad: 22 mar 13:30
Mattehjalp skrev:

hur ska jag då kolla om en svart kropp med temperaturen 500 oC avger strålning som är kortvågig nog att vi skall kunna se den? Med vilken formel?

Svårt att göra med en formel, men 773 kelvin kan vara synlig i mörkret för många enligt wikipedia "dull red":
https://en.wikipedia.org/wiki/Black-body_radiation 

Mattehjalp 1228
Postad: 22 mar 13:34

förväntas jag veta detta för alla färger? det måste ju finnas ett sätt som man kan tillämpa för ta reda på temperaturen

Pieter Kuiper 6954
Postad: 22 mar 13:45 Redigerad: 22 mar 13:50
Mattehjalp skrev:

förväntas jag veta detta för alla färger? det måste ju finnas ett sätt som man kan tillämpa för ta reda på temperaturen

Du förväntas ha kännedom om omvärlden. Från att grädda frysta pizzor till exempel.

Så med den erfarenhet som jag har, hade jag nog tagit en uppskattad temperatur på t ex drygt 600 celsius (eftersom uppgiften antyder att det kan vara i mörkret), 900 kelvin. Men det hade jag då nog också avrundat till 1000 kelvin eftersom det är enklare att räkna. 
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gluehfarben_no_language_horizontal.svg 

Och sedan gav det ett rimligt svar. Om det hade blivit för mycket hade jag tagit 900 kelvin istället.

Mattehjalp 1228
Postad: 22 mar 13:49

så om man sa att det glöder i blåvitt hade jag också behövt veta vid vilka temperaturer som föremål glöder blåvitt? Det känns inte rätt

Pieter Kuiper 6954
Postad: 22 mar 13:51 Redigerad: 22 mar 13:52
Mattehjalp skrev:

så om man sa att det glöder i blåvitt hade jag också behövt veta vid vilka temperaturer som föremål glöder blåvitt? Det känns inte rätt

Det är bara vita dvärgar som glöder så. Ja, och det är något som jag i alla fall har i huvudet. Klart hetare än solens 6000 grader. Kanske 20 000 kelvin för vita dvärgar?

SeriousCephalopod 2692
Postad: 22 mar 16:29 Redigerad: 22 mar 16:31

Jag röstar att denna uppgift är poänglös som en beräkningsuppgift. Det är en rimlig faktafråga eller inspiration för ett trevligt experiment. Den ligger på kunskapsmatrisen.se och mina fysiklärarkollegor drar alltid fram den som en "kul" fysikuppgift och sedan får jag allvarsamt be dem lösa problemet med modellering varav de aldrig lyckas.

För att modellera seende måste man ha en modell eller referensvärden för seende. Seende är inte fundamental fysik så frågan faller på sin orimlighet att man ska kunna titta på ekvationer och materialtabeller och besvara denna fråga. Fundamentalt så handlar det såklart om att hornhinnan måste motta en viss effekt per areaenhet i det synliga spektrumet men var detta gränsvärde går står inte i någon fysiktabell.

Problemet löses rimkigare genom att mäta energikonsumptionen hos en verklig kokplatta, dvs erfarenget som inte ens kräver fysikkunskaper, men är otillgänglig när man sitter framför en skärm

Svaret på frågan är känt sedan 1800-talet men då genom att föra experiment.

I astronomilitteratur kallas gränsen Draperpunkten vilket är vid drygt  500C // 800K, men även då handlar det om fakta.

Pieter Kuiper 6954
Postad: 22 mar 17:07 Redigerad: 22 mar 17:10
SeriousCephalopod skrev:

Den ligger på kunskapsmatrisen.se och mina fysiklärarkollegor drar alltid fram den som en "kul" fysikuppgift och sedan får jag allvarsamt be dem lösa problemet med modellering varav de aldrig lyckas.

För att modellera seende måste man ha en modell eller referensvärden för seende. Seende är inte fundamental fysik så frågan faller på sin orimlighet att man ska kunna titta på ekvationer och materialtabeller och besvara denna fråga.

Fundamentalt så handlar det såklart om att hornhinnan måste motta en viss effekt per areaenhet i det synliga spektrumet men var detta gränsvärde går står inte i någon fysiktabell. 

Uppgiften är inte poänglös, den ger viss insikt, men det är lite bedrövligt om fysiklärarkollegorna själva inte har fått det och inte förstår att det handlar om biologiska fakta om människans öga.

Mattehjalp 1228
Postad: 24 mar 11:43

har de i denna fråga antagit att rumstemperatur är 0? 

Svara Avbryt
Close