H
Hans-Peter Diettrich
Guest
Newdo schrieb:
Parallel oder multiplex?
DoDi
Parallel oder multiplex?
DoDi
C
Christoph MĂźller
Guest
Am 03.08.2015 um 22:46 schrieb Sieghard Schicktanz:
Ich dachte jetzt etwa an einen Spiegelring mit einer projezierten Fläche
von 50 m˛, was damit etwa einer Strahlungsleistung von 50 kW entspricht.
Z.B. mit einem Außenradius von 4 Metern.
Wg. der endlichen Größe der Sonne ist der Brennpunkt zwar größer als das
Kügelchen. Dem kann allerdings mit konischen Röhrchen abgeholfen werden,
so dass von den 50 kW vielleicht noch 40 kW auf dem Kügelchen ankommen.
Dieses kann bei 6000K aber nur rund 15 kW abstrahlen, womit 25 kW übrig
bleiben. Was passiert damit, wenn doch keine Temperaturerhöhung über die
Sonnentemperatur möglich sein soll?
Je nach Maßstab. Der richtige wäre vermutlich das komplette Weltall.
Dann wär's eher ziemlich kalt.
Wozu soll das gut sein?
Es geht aber doch um ganz andere Verhältnisse.
wenn ich mal zuviel Zeit und Geld habe...
welche?
> und bilde Dir Deine Meinung daraus.
Ich habe den begründeten Verdacht, dass es sehr wohl möglich ist, per
Strahlung höhere Temperaturen zu erzeugen als die der Quelle.
Genau das bezweifle ich. Weshalb, habe ich hoffentlich gut genug begründet.
eben deshalb zweifle ich doch. 40 kW rein, 15 kW raus - da bleiben 25 kW
übrig, die nicht wissen, was sie tun sollen.
Du zweifelst einfach daran, dass es möglich wäre, mehr als 15 kW (oder
was die Kugel halt bei 6000K abstrahlen kann) Strahlung auf die Kugel zu
lenken. Wie's trotzdem geht, habe ich dir hoffentlich ausreichend
deutlich gemacht. Was passiert also mit diesen 25 übrigen kW?
Sind da die konischen Röhrchenbündel auch mit dabei? Aus welchem Grund
sollten sie im Beispiel 25 kW zurückstrahlen? Das wird die Geometrie
schlicht nicht zulassen. Für einen Retrospiegel sind die Winkel viel zu
flach. Eine solche Konstruktion soll ja grade vermieden werden.
--
Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de
Ich dachte jetzt etwa an einen Spiegelring mit einer projezierten Fläche
von 50 m˛, was damit etwa einer Strahlungsleistung von 50 kW entspricht.
Z.B. mit einem Außenradius von 4 Metern.
Wg. der endlichen Größe der Sonne ist der Brennpunkt zwar größer als das
Kügelchen. Dem kann allerdings mit konischen Röhrchen abgeholfen werden,
so dass von den 50 kW vielleicht noch 40 kW auf dem Kügelchen ankommen.
Dieses kann bei 6000K aber nur rund 15 kW abstrahlen, womit 25 kW übrig
bleiben. Was passiert damit, wenn doch keine Temperaturerhöhung über die
Sonnentemperatur möglich sein soll?
Je nach Maßstab. Der richtige wäre vermutlich das komplette Weltall.
Dann wär's eher ziemlich kalt.
Wozu soll das gut sein?
Es geht aber doch um ganz andere Verhältnisse.
wenn ich mal zuviel Zeit und Geld habe...
welche?
> und bilde Dir Deine Meinung daraus.
Ich habe den begründeten Verdacht, dass es sehr wohl möglich ist, per
Strahlung höhere Temperaturen zu erzeugen als die der Quelle.
Genau das bezweifle ich. Weshalb, habe ich hoffentlich gut genug begründet.
eben deshalb zweifle ich doch. 40 kW rein, 15 kW raus - da bleiben 25 kW
übrig, die nicht wissen, was sie tun sollen.
Du zweifelst einfach daran, dass es möglich wäre, mehr als 15 kW (oder
was die Kugel halt bei 6000K abstrahlen kann) Strahlung auf die Kugel zu
lenken. Wie's trotzdem geht, habe ich dir hoffentlich ausreichend
deutlich gemacht. Was passiert also mit diesen 25 übrigen kW?
Sind da die konischen Röhrchenbündel auch mit dabei? Aus welchem Grund
sollten sie im Beispiel 25 kW zurückstrahlen? Das wird die Geometrie
schlicht nicht zulassen. Für einen Retrospiegel sind die Winkel viel zu
flach. Eine solche Konstruktion soll ja grade vermieden werden.
--
Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de
N
Newdo
Guest
Am 04.08.2015 um 13:12 schrieb Hans-Peter Diettrich:
N
Newdo
Guest
Am 04.08.2015 um 12:44 schrieb Stefan U.:
Der PIC32MZxx hat z.B. 24 12bit Eingänge.
PIC32MXxx 10bit
SchÜn wäre 1 Chip mit Hardware-Unterstßtzung der Wandlung 'a la PEC beim
C16x z.B.
6 oder 24 externe Wandler Ăźber SPI mĂźssen doch auch noch SW-verwaltet
werden, oder?
Ja, das kann man, allerdings hatte ich nach einem Prozessor mit
integrierten Wandlern gesucht.
Gruss NewDo
Der PIC32MZxx hat z.B. 24 12bit Eingänge.
PIC32MXxx 10bit
SchÜn wäre 1 Chip mit Hardware-Unterstßtzung der Wandlung 'a la PEC beim
C16x z.B.
6 oder 24 externe Wandler Ăźber SPI mĂźssen doch auch noch SW-verwaltet
werden, oder?
Ja, das kann man, allerdings hatte ich nach einem Prozessor mit
integrierten Wandlern gesucht.
Gruss NewDo
C
Claas Thede
Guest
[sup: Fehler (Radius vs. Durchmesser) beseitigt.]
Am 03.08.2015 18:37, schrieb Christoph Müller:
> Die Sonne liefert etwa 1 kW pro Quadratmeter.
Nachtrag zur Klarstellung:
Die zuvor genannten Werte sind mit einer geringeren Leistung pro Fläche
gerechnet und in dem Fall korrekt.
Bei 1 kW/m˛ kommen auf der Röhrenkugel 50 MW an; das ergibt eine
(Strahlungs-)Gleichgewichtstemperatur von etwa 365 K oder 91 °C.
Alternativ kommen bei gleicher Flächenleistungsdichte auf einer
kleineren Röhrenkugel mit ca. 2 m Radius (50 m˛ Oberfläche) 50 kW an,
das Strahlungsgleichgewicht stellt sich dann bei 364 K ein.
Am 03.08.2015 18:37, schrieb Christoph Müller:
> Die Sonne liefert etwa 1 kW pro Quadratmeter.
Nachtrag zur Klarstellung:
Die zuvor genannten Werte sind mit einer geringeren Leistung pro Fläche
gerechnet und in dem Fall korrekt.
Bei 1 kW/m˛ kommen auf der Röhrenkugel 50 MW an; das ergibt eine
(Strahlungs-)Gleichgewichtstemperatur von etwa 365 K oder 91 °C.
Alternativ kommen bei gleicher Flächenleistungsdichte auf einer
kleineren Röhrenkugel mit ca. 2 m Radius (50 m˛ Oberfläche) 50 kW an,
das Strahlungsgleichgewicht stellt sich dann bei 364 K ein.
F
Frank Buss
Guest
Am 04.08.2015 um 13:57 schrieb Newdo:
Wieviel Samples soll die FFT umfassen? Ich hatte mal Benchmarks
durchgefĂźhrt:
https://groups.google.com/d/msg/de.sci.electronics/oN7ZOYuwVEE/q2Yo3e5gPG0J
Wenn du eine vernĂźnftige AuflĂśsung brauchst, z.B. 1024 Punkte, dann
hättest du mit 10 kHz Samplerate 0,1 Sekunden Zeit fßr die Berechnung
(ohne Overlapping Window). Ein STM3F4 mit ARM Core mit 168 MHz braucht
15 ms, wenn du als Ausgabe dB brauchst (was oft sinnvoll ist). Geht also
nicht (15ms*24=0,36s), oder du musst selber in Assembler optimierten
Code schreiben (im ARM System Developer's Guide wird eine schnelle
fixed-Point FFT-Routine vorgestellt).
Je nachdem was du noch machen willst mit den Daten, wäre daher ein
Beagle Bone, Rasperry Pi o.ä. besser, da hast du dann auch noch Reserve.
--
Frank Buss, http://www.frank-buss.de
C64 MIDI interface: http://www.frank-buss.de/kerberos/index.html
Wieviel Samples soll die FFT umfassen? Ich hatte mal Benchmarks
durchgefĂźhrt:
https://groups.google.com/d/msg/de.sci.electronics/oN7ZOYuwVEE/q2Yo3e5gPG0J
Wenn du eine vernĂźnftige AuflĂśsung brauchst, z.B. 1024 Punkte, dann
hättest du mit 10 kHz Samplerate 0,1 Sekunden Zeit fßr die Berechnung
(ohne Overlapping Window). Ein STM3F4 mit ARM Core mit 168 MHz braucht
15 ms, wenn du als Ausgabe dB brauchst (was oft sinnvoll ist). Geht also
nicht (15ms*24=0,36s), oder du musst selber in Assembler optimierten
Code schreiben (im ARM System Developer's Guide wird eine schnelle
fixed-Point FFT-Routine vorgestellt).
Je nachdem was du noch machen willst mit den Daten, wäre daher ein
Beagle Bone, Rasperry Pi o.ä. besser, da hast du dann auch noch Reserve.
--
Frank Buss, http://www.frank-buss.de
C64 MIDI interface: http://www.frank-buss.de/kerberos/index.html
M
Matthias Dingeldein
Guest
Christoph MĂźller wrote:
sie gehen an der Kugel vorbei oder werden reflektiert
Die Roehrchen sind da dabei: je weiter nach innen du kommst, desto oefter
sind die einfallenden Strahlen schon reflektiert worden, und bei jeder
Reflexion kommt auf den Winkel, den die Strahlen zur Achse des Roehrchens
haben, das Doppelte des Winkels der Roehrchenwand dazu. Irgendwann ist der
Winkel groesser als 90°, und die Strahlen laufen wieder vorne aus dem
Trichter raus.
Bei Lichtleitern ist der konische Spiegel quasi eine Hornantenne, die auf
die Wellenlaenge des (mehr oder weniger monochromatischen) Lichts abgestimmt
ist. Bei einem thermischen Spektrum wird nur der Bruchteil des Lichts, der
zufaellig die richtige Wellenlaenge hat, eingefangen, der Rest wird je nach
Wellenlaenge zu einem gewissen Teil (im Extremfall vollstaendig)
zurueckgeworfen. Problematisch in der Anwendung ist, dass bei hoeheren
Datenraten das Licht im Lichtwellenleiter zunehmend weitere Spektralanteile
hat, die die Information enthalten. Sobald die LWL und die zugehoerige Optik
schmalbandiger ("besser") als diese zusaetzlichen Spektralanteile sind,
koennen die Daten nicht mehr uebertragen werden, weil der Rauschabstand der
Bits zu klein wird, um sie noch sicher detektieren zu koennen. Mit
fehlerkorrigierenden Codes kann man das nicht knacken, denn die erfordern
ihrerseits wieder groessere Bandbreite (das hilft nur bei anderen Formen von
Stoerungen).
Gruss, Matthias Dingeldein
--
.... und immer ne Handbreit Schiene unter den Raedern!
sie gehen an der Kugel vorbei oder werden reflektiert
Die Roehrchen sind da dabei: je weiter nach innen du kommst, desto oefter
sind die einfallenden Strahlen schon reflektiert worden, und bei jeder
Reflexion kommt auf den Winkel, den die Strahlen zur Achse des Roehrchens
haben, das Doppelte des Winkels der Roehrchenwand dazu. Irgendwann ist der
Winkel groesser als 90°, und die Strahlen laufen wieder vorne aus dem
Trichter raus.
Bei Lichtleitern ist der konische Spiegel quasi eine Hornantenne, die auf
die Wellenlaenge des (mehr oder weniger monochromatischen) Lichts abgestimmt
ist. Bei einem thermischen Spektrum wird nur der Bruchteil des Lichts, der
zufaellig die richtige Wellenlaenge hat, eingefangen, der Rest wird je nach
Wellenlaenge zu einem gewissen Teil (im Extremfall vollstaendig)
zurueckgeworfen. Problematisch in der Anwendung ist, dass bei hoeheren
Datenraten das Licht im Lichtwellenleiter zunehmend weitere Spektralanteile
hat, die die Information enthalten. Sobald die LWL und die zugehoerige Optik
schmalbandiger ("besser") als diese zusaetzlichen Spektralanteile sind,
koennen die Daten nicht mehr uebertragen werden, weil der Rauschabstand der
Bits zu klein wird, um sie noch sicher detektieren zu koennen. Mit
fehlerkorrigierenden Codes kann man das nicht knacken, denn die erfordern
ihrerseits wieder groessere Bandbreite (das hilft nur bei anderen Formen von
Stoerungen).
Gruss, Matthias Dingeldein
--
.... und immer ne Handbreit Schiene unter den Raedern!
R
Rolf Bombach
Guest
Christoph Müller schrieb:
Die nichtabbildende Optik ist in der Tat wichtig für Solarkonzentratoren
und Sonnenöfen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Nichtabbildende_Optik
Aber auch sie kann nur die nichtoptimale Strahlungsübertragung durch
abbildende Optik anheben auf die theoretische Grenze, die wir
hier diskutieren. Aber nicht darüber hinaus.
.............
Mechanische Energie ist Exergie, diese kann man prinzipiell zur
Erzeugung beliebig hoher Temperatur verwenden, und zwar völlig
unabhängig von der Struktur der Materie und der Strahlung.
Man muss hier wirklich bei Adam und Eva anfangen. Zuerst muss man
die Strahlenoptik kapiert haben, d.h. Geometrie auf Mittelschulebene.
Solange das nicht sitzt, insbesondere solange man die Konsequenzen
daraus nicht abschätzen kann, hat es keinen Wert, weiter zu machen.
Danach folgt die Erkenntnis, dass es hier nicht nur um Exergie
geht, sondern auch um Energie/Anergie, also nicht nur um die problemlose
Umwandlung von Exergie in Wärme, sondern auch um die mögliche Umwandlung
von Wärme in Exergie. Man braucht also die Wärmelehre, von Bildungsdeppen
üblicherweise als Thermodynamik bezeichnet. Da kannst du ja aus dem
Vollen schöpfen mit deinen Kenntnissen über den Carnot-Kreisprozess
und die stromliefernden Heizgeräte.
Wichtig ist, dass die Thermodynamik (wähle jetzt absichtlich diesen
Ausdruck) auf dieser Stufe eine reine Buchhaltungstechnik zum Rechen
mit Wärme und Energie ist. Sie funktioniert in sich stets korrekt,
völlig unabhängig von der Struktur der Materie und der Strahlung.
Atome, Moleküle, Quanten sind weder notwendig für die Wärmelehre
noch gehen sie zwingend daraus hervor.
Hat man das dann im Griff, kann man sich dann langsam an die Struktur
der Materie und der Strahlung herantasten. Maxwell-Boltzmann-Verteilung
als Manifestation der Temperatur, Wahrscheinlichkeitstheoretische
Beschreibung der Entropie usw.
_Zuerst_ mit falschen und irreführenden Vorstellungen zu hantieren
ist halt und kann nicht anders sein als irreführend.
QED, du fängst ganz einfach am falschen Ende an.
--
mfg Rolf Bombach
Die nichtabbildende Optik ist in der Tat wichtig für Solarkonzentratoren
und Sonnenöfen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Nichtabbildende_Optik
Aber auch sie kann nur die nichtoptimale Strahlungsübertragung durch
abbildende Optik anheben auf die theoretische Grenze, die wir
hier diskutieren. Aber nicht darüber hinaus.
.............
Mechanische Energie ist Exergie, diese kann man prinzipiell zur
Erzeugung beliebig hoher Temperatur verwenden, und zwar völlig
unabhängig von der Struktur der Materie und der Strahlung.
Man muss hier wirklich bei Adam und Eva anfangen. Zuerst muss man
die Strahlenoptik kapiert haben, d.h. Geometrie auf Mittelschulebene.
Solange das nicht sitzt, insbesondere solange man die Konsequenzen
daraus nicht abschätzen kann, hat es keinen Wert, weiter zu machen.
Danach folgt die Erkenntnis, dass es hier nicht nur um Exergie
geht, sondern auch um Energie/Anergie, also nicht nur um die problemlose
Umwandlung von Exergie in Wärme, sondern auch um die mögliche Umwandlung
von Wärme in Exergie. Man braucht also die Wärmelehre, von Bildungsdeppen
üblicherweise als Thermodynamik bezeichnet. Da kannst du ja aus dem
Vollen schöpfen mit deinen Kenntnissen über den Carnot-Kreisprozess
und die stromliefernden Heizgeräte.
Wichtig ist, dass die Thermodynamik (wähle jetzt absichtlich diesen
Ausdruck) auf dieser Stufe eine reine Buchhaltungstechnik zum Rechen
mit Wärme und Energie ist. Sie funktioniert in sich stets korrekt,
völlig unabhängig von der Struktur der Materie und der Strahlung.
Atome, Moleküle, Quanten sind weder notwendig für die Wärmelehre
noch gehen sie zwingend daraus hervor.
Hat man das dann im Griff, kann man sich dann langsam an die Struktur
der Materie und der Strahlung herantasten. Maxwell-Boltzmann-Verteilung
als Manifestation der Temperatur, Wahrscheinlichkeitstheoretische
Beschreibung der Entropie usw.
_Zuerst_ mit falschen und irreführenden Vorstellungen zu hantieren
ist halt und kann nicht anders sein als irreführend.
QED, du fängst ganz einfach am falschen Ende an.
--
mfg Rolf Bombach
R
Rolf Bombach
Guest
Heinz Saathoff schrieb:
Irrelevant. Faktum ist, dass die Sonne als Scheibe erscheint. Der Mond
ist viel näher. Er erscheint genau gleich gross wie die Sonne. Siehe
Sonnenfinsternis. Merkste was?
Die fussballgrosse Gartenlampe aus Opalglas in einigen Metern
Entfernung erscheint so gross wie die Sonne. Willst du jetzt
ernsthaft behaupten, die sende paralleles Licht aus?
Wäre das Licht parallel, würde die Sonne als Punkt erscheinen, wie
die Sterne.
Geh mal Richtung Sonne 5m von der Hauswand weg. Wirf Schatten mit
der Hand, die Finger gespreizt. Du kannst am Schattenbild nicht mehr
klar die Anzahl Finger erkennen. Mit einem Projektor oder einem
aufgeweiteten Laserstrahl gibt es da ein scharfes Schattenbild.
--
mfg Rolf Bombach
Irrelevant. Faktum ist, dass die Sonne als Scheibe erscheint. Der Mond
ist viel näher. Er erscheint genau gleich gross wie die Sonne. Siehe
Sonnenfinsternis. Merkste was?
Die fussballgrosse Gartenlampe aus Opalglas in einigen Metern
Entfernung erscheint so gross wie die Sonne. Willst du jetzt
ernsthaft behaupten, die sende paralleles Licht aus?
Wäre das Licht parallel, würde die Sonne als Punkt erscheinen, wie
die Sterne.
Geh mal Richtung Sonne 5m von der Hauswand weg. Wirf Schatten mit
der Hand, die Finger gespreizt. Du kannst am Schattenbild nicht mehr
klar die Anzahl Finger erkennen. Mit einem Projektor oder einem
aufgeweiteten Laserstrahl gibt es da ein scharfes Schattenbild.
--
mfg Rolf Bombach
R
Rolf Bombach
Guest
horst-d.winzler schrieb:
Es geht um Lichtwellen, nicht um Mikrowellen.
Falls du die Sterne als verwaschene Scheibchen siehst und/oder auf
dem Mond keine Strukturen mehr erkennen kannst, konsultiere
einen Optiker oder ändere deine Einstellung zu Genussmitteln.
--
mfg Rolf Bombach
Es geht um Lichtwellen, nicht um Mikrowellen.
Falls du die Sterne als verwaschene Scheibchen siehst und/oder auf
dem Mond keine Strukturen mehr erkennen kannst, konsultiere
einen Optiker oder ändere deine Einstellung zu Genussmitteln.
--
mfg Rolf Bombach
H
horst-d.winzler
Guest
Am 04.08.2015 um 22:37 schrieb Rolf Bombach:
Der Unterschied liegt in der Wellenlänge.
Du meinst ich sollte meine Einstellung zu d.s.electronics ändern? Warum
nicht Ăźberdenken? WĂźrde das nicht genĂźgen?
--
mfg hdw
Der Unterschied liegt in der Wellenlänge.
Du meinst ich sollte meine Einstellung zu d.s.electronics ändern? Warum
nicht Ăźberdenken? WĂźrde das nicht genĂźgen?
--
mfg hdw
R
Rolf Bombach
Guest
Christoph Müller schrieb:
Gute Idee, funktioniert gleich, lenkt hier aber ab, da du ja Spiegel
zum Transport verwenden willst.
Wie sollte der aus dem Gleichgewicht kommen? Mit meinem innenverspiegelten
Football habe ich die Maximallösung aufgezeigt. Mehr geht nicht. Jede
eingebrachte Optik kanns nur schlimmer machen. Wie willst du jetzt
"mehr als maximal" Strahlung von der Sonne zum Empfänger bringen?
Du darfst auch gern eine grössere Sonne einbauen. Nur, was soll
das nützen?
Und jede Nachkonstruktion auf der Erde mit der richtigen Sonne als
Lichtquelle ist nur ein verzweifelter Versuch, an die Maximallösung
irgendwie ranzukommen.
Du konntest allerdings noch keine korrekte Rechnung präsentieren, die
die zeigt, dass mehr Leistung eingestrahlt wird.
Die Frage macht erst Sinn, wenn tatsächlich mehr eingestrahlt
wird. Dazu hast du noch keine korrekte Rechnung zeigen können.
Nein, du willst ja gerade diese Verluste vermeiden, daher darf nichts
daneben gehen
Hier haben wir aber eine Anergiebilanz, eine Wärmebilanz, da keine
höherwertige Energie als 6000K Schwarzkörperstrahlung zur Verfügung
steht.
Nicht höher als die der Strahlungsquelle. Mit Carnot bist du doch
schon ganz nah dran an der Lösung des Problems.
In der Strahldichte. Die Divergenz der Quelle ist extrem viel kleiner als
bei der Sonne. Ein 2mW HeNe-Laser hat die 100fache Strahldichte des
Sonnenlichts.
Jeder zufällig herumliegende gepulste Nd:YAG-Laser hat zudem während
des Pulses eine extreme Leistung, typisch 100 MW. Die kann man wegen
der genannten kleinen Divergenz dann in den Mikrometerbereich
runterfokussieren, was mit dem Sonnenlicht eben nicht geht.
Die Watt pro Quadratmeter kannst du mal juxeshalber ausrechnen, ich
empfehle einen Rechner mit Exponentialdarstellung.
Die Feldstärken im Fokus sind dann so gross, dass es zum dielektrischen
Durchschlag kommt, die ionisiert Luft nimmt dann erst recht die
Strahlung auf. An die entstehenden Temperaturen am besten gar nicht
denken
http://homepage.bluewin.ch/bombach/pics/dielbrd1.jpg.
http://homepage.bluewin.ch/bombach/pics/dielbrd2.jpg
Man beachte wie die von der Linsenoberfläche parasitär
zurückgeworfene Strahlung bereits vor der Linse einen
Durchschlag verursacht.
Man beachte nicht die Sauordnung im Lab.
Die eigentliche Laser-Strahlung ist infrarot und auf dem
Bild nicht zu sehen.
Die beste Grundlage ist eine fundamentale Basis!
Bitte informiere dich doch zuerst mal über die allergrundlegensten
Grundlagen [tm] der Strahlung und der Optik. Das Grundlagenbüchlein
von Demtröder wär doch was. Einfach nicht die ältesten Auflagen,
da sind noch groteske Fehler in den Zahlen drin ;-)
Energie = Exergie + Anergie.
dS = dQ/T.
Integrierender Faktor.
Carnot.
Epsilon = 100% - T_kalt / T_heiss.
Wärmelehre für Nichtphysiker, erstes Semester, dritte Stunde, so ungefähr.
--
mfg Rolf Bombach
Gute Idee, funktioniert gleich, lenkt hier aber ab, da du ja Spiegel
zum Transport verwenden willst.
Wie sollte der aus dem Gleichgewicht kommen? Mit meinem innenverspiegelten
Football habe ich die Maximallösung aufgezeigt. Mehr geht nicht. Jede
eingebrachte Optik kanns nur schlimmer machen. Wie willst du jetzt
"mehr als maximal" Strahlung von der Sonne zum Empfänger bringen?
Du darfst auch gern eine grössere Sonne einbauen. Nur, was soll
das nützen?
Und jede Nachkonstruktion auf der Erde mit der richtigen Sonne als
Lichtquelle ist nur ein verzweifelter Versuch, an die Maximallösung
irgendwie ranzukommen.
Du konntest allerdings noch keine korrekte Rechnung präsentieren, die
die zeigt, dass mehr Leistung eingestrahlt wird.
Die Frage macht erst Sinn, wenn tatsächlich mehr eingestrahlt
wird. Dazu hast du noch keine korrekte Rechnung zeigen können.
Nein, du willst ja gerade diese Verluste vermeiden, daher darf nichts
daneben gehen
Hier haben wir aber eine Anergiebilanz, eine Wärmebilanz, da keine
höherwertige Energie als 6000K Schwarzkörperstrahlung zur Verfügung
steht.
Nicht höher als die der Strahlungsquelle. Mit Carnot bist du doch
schon ganz nah dran an der Lösung des Problems.
In der Strahldichte. Die Divergenz der Quelle ist extrem viel kleiner als
bei der Sonne. Ein 2mW HeNe-Laser hat die 100fache Strahldichte des
Sonnenlichts.
Jeder zufällig herumliegende gepulste Nd:YAG-Laser hat zudem während
des Pulses eine extreme Leistung, typisch 100 MW. Die kann man wegen
der genannten kleinen Divergenz dann in den Mikrometerbereich
runterfokussieren, was mit dem Sonnenlicht eben nicht geht.
Die Watt pro Quadratmeter kannst du mal juxeshalber ausrechnen, ich
empfehle einen Rechner mit Exponentialdarstellung.
Die Feldstärken im Fokus sind dann so gross, dass es zum dielektrischen
Durchschlag kommt, die ionisiert Luft nimmt dann erst recht die
Strahlung auf. An die entstehenden Temperaturen am besten gar nicht
denken
http://homepage.bluewin.ch/bombach/pics/dielbrd1.jpg.
http://homepage.bluewin.ch/bombach/pics/dielbrd2.jpg
Man beachte wie die von der Linsenoberfläche parasitär
zurückgeworfene Strahlung bereits vor der Linse einen
Durchschlag verursacht.
Man beachte nicht die Sauordnung im Lab.
Die eigentliche Laser-Strahlung ist infrarot und auf dem
Bild nicht zu sehen.
Die beste Grundlage ist eine fundamentale Basis!
Bitte informiere dich doch zuerst mal über die allergrundlegensten
Grundlagen [tm] der Strahlung und der Optik. Das Grundlagenbüchlein
von Demtröder wär doch was. Einfach nicht die ältesten Auflagen,
da sind noch groteske Fehler in den Zahlen drin ;-)
Energie = Exergie + Anergie.
dS = dQ/T.
Integrierender Faktor.
Carnot.
Epsilon = 100% - T_kalt / T_heiss.
Wärmelehre für Nichtphysiker, erstes Semester, dritte Stunde, so ungefähr.
--
mfg Rolf Bombach
S
Sieghard Schicktanz
Guest
Hallo Christoph,
Du schriebst am Tue, 4 Aug 2015 13:56:39 +0200:
Denk' lieber mal nach, was mit den Photonen der Strahlung in diesem Umfeld
passiert. Oder auch im Umfeld einer (geschlossenen und idealen) Ulbricht-
oder Spiegelkugel: Jedes emittierte Photon hat genau zwei MĂśglichkeiten,
wieder absorbiert zu werden - entweder von der Quelle, aus der es kam, oder
von dem anderen KÜrper. Es gibt also vier Fälle, was einem Photon
widerfahren kann:
1.- Wird es von der Quelle reabsorbiert, ist es irrelvant fĂźr die
Empfängerkugel.
2.- Wird es von der Empfängerkugel absorbiert, erhÜht es deren
Energieinhalt.
3.- Wurde es von der Empfängerkugel emittiert und wieder reabsorbiert,
ist es wieder irrelevant.
4.- Wurde es von der Empfängerkugel emittiert und wird es von der Quelle
absorbiert, reduziert es den Energieinhalt der Empfängerkugel.
("Quelle" bezeichnet hier die primäre Strahlungsquelle, in Deinem Beispiel
die Sonne, und die "Empfängerkugel" steht fßr Deine gedachte 1cm-Kugel,
kÜnnte aber jeden beliebigen anderen KÜrper repräsentieren.)
Baust Du jetzt eine Optik in diese Umgebung, verändern sich die
Verhältnisse fßr die herumschwirrenden Photonen im Mittel ßberhaupt nicht.
SchlieĂlich entstehen keine Photonen aus dem Nichts (oder der Optik), die
dann die Empfängerkugel zusätzlich bestrahlen kÜnnten. Die wßrden dann
_zudem_ auch noch die Quelle genauso bestrahlen, so daĂ sich einfach der
gesamte Energieinhalt der Anordnung erhĂśhen wĂźrde.
D.h. _mehr_ Strahlung als mit einem solchen Strahlungsfeld kann von einer
thermischen Quelle nicht auf einen Absorber gelangen - hat man nur einen
Teil der Strahlung zur VerfĂźgung, muĂ man dieses Strahlungsfeld mĂśglichst
exakt nachbilden und kann dann beliebig nahe an dieselbe
Einstrahlintensität kommen. Mehr geht nicht.
Nein, kann nicht. Mal' Dir die Strahlenwege innerhalb dieser "konischen
RĂśhrchen" mal aus (oder auch auf). Es geht nicht alles am "dĂźnnen" Ende
wieder 'raus, was am "dicken" Ende 'reingeschickt wird.
> so dass von den 50 kW vielleicht noch 40 kW auf dem KĂźgelchen ankommen.
Ăber die gesamte Oberfläche bleiben Dir im Idealfall ca. 23kW innen.
> Dieses kann bei 6000K aber nur rund 15 kW abstrahlen, womit 25 kW Ăźbrig
Wo kommen jetzt die 15kW her? Ist Dein Taschenrechner kaputtgegangen, daĂ
der so wild schwankende Werte liefert?
Nur wenn die nicht die Sonne umschlieĂt, entgegen Deiner originalen
Konstruktion. Egal wie groĂ, eine ideale (!) Ulbricht-Kugel verteilt die
Strahlung _im stationären Zustand_ homogen und isotrop in der gesamten
Kugel. Es ist dort ßberall gleich warm, also genauso wie auf der Oberfläche
der Sonne.
....
Siehe oben. Du brauchst zumindest die isotrope Einstrahlung auf die
Oberfläche Deiner Empfängerkugel, und die kriegst Du natßrlich nur durch
eine Optik, die den Winkelbereich der Einstrahlung entsprechend umsetzt.
Damit wird aber zwangsläufig die Leistungsdichte gegenläufig beeinfluĂt,
und das genau so, daĂ die gesamte Einstrahlung maximal derjenigen des
thermischen Strahlungsflusses der Quellentemperatur an der
Empfängeroberfläche entspricht.
Nein. Es _kann_ keine anderen Verhältnisse geben, und das gilt sowohl fßr
die Strahlen-, Wellen- als auch quantenmechanisch betrachtete Optik.
Ob Du anderer _Meinung_ bist, interessiert die mathematischen Zusammenhänge
nicht. Wenn Du meinst, Du hättest das Gegenteil bewiesen, dann muĂt Du das
nachweisen.
Such' Dir was aus den BĂźchern Ăźber theoretische Thermodynamik 'raus und
fang' damit an. Da stehen dann auch immer wieder weiterfĂźhrende Verweise
drin.
Ja, sicher, daĂ das _unter geeigneten Bedingungen_ mĂśglich ist, wurde ja
schon angesprochen. Nur ist die direkte Bestrahlung mit einer thermischen
Strahlungsquelle eben _keine_ geeignete Bedingung dafĂźr.
Stromerzeugung und Umwandlung in eine andere Strahlung wäre eine, oder auch
die Umwandlung der Strahlung auf optischem Weg (es gibt AFAIR auch Laser,
die mit Sonnenlicht gepumpt werden kĂśnnen).
(Es mĂźĂte dafĂźr schon reichen, nur einen Teil des thermischen Spektrums
zu benutzen, z.B. alles ab GrĂźn. Das ist dann eben auch keine thermische
Strahlung mehr. Und der "weggeworfene" Teil der Strahlungsleistung heizt
das Universum auf und liefert damit die anderwärts reduzierte Entropie..)
Nein, da hast Du Ăźberhaupt nichts begrĂźndet, sondern nur behauptet.
....
Du hast noch nicht gezeigt, wo die (mal wieder falsch berechneten) "25 kW
[], die nicht wissen, was sie tun sollen" Ăźberhaupt _herkommen_. Die
physikalischen Zusammenhänge der Optik geben ihnen keine Chance, die
lassen nur die abstrahlbaren 23kW auf Deine Beispielkugel fallen.
....
Zeichne Dir den Strahlengang selber auf. Du glaubst es ja sonst eh nicht.
NatĂźrlich darfst Du nicht nur achsenparallele Strahlen anschauen, bei der
Einstrahlung kommt _jeder_ Winkel vor.
(BTW: Du bekommst hiermit ehrenhalber den zweiten Nachnamen "Thomas".
Der Ungläubige.)
--
--
(Weitergabe von Adressdaten, Telefonnummern u.ä. ohne Zustimmung
nicht gestattet, ebenso Zusendung von Werbung oder ähnlichem)
-----------------------------------------------------------
Mit freundlichen GrĂźĂen, S. Schicktanz
-----------------------------------------------------------
Du schriebst am Tue, 4 Aug 2015 13:56:39 +0200:
Denk' lieber mal nach, was mit den Photonen der Strahlung in diesem Umfeld
passiert. Oder auch im Umfeld einer (geschlossenen und idealen) Ulbricht-
oder Spiegelkugel: Jedes emittierte Photon hat genau zwei MĂśglichkeiten,
wieder absorbiert zu werden - entweder von der Quelle, aus der es kam, oder
von dem anderen KÜrper. Es gibt also vier Fälle, was einem Photon
widerfahren kann:
1.- Wird es von der Quelle reabsorbiert, ist es irrelvant fĂźr die
Empfängerkugel.
2.- Wird es von der Empfängerkugel absorbiert, erhÜht es deren
Energieinhalt.
3.- Wurde es von der Empfängerkugel emittiert und wieder reabsorbiert,
ist es wieder irrelevant.
4.- Wurde es von der Empfängerkugel emittiert und wird es von der Quelle
absorbiert, reduziert es den Energieinhalt der Empfängerkugel.
("Quelle" bezeichnet hier die primäre Strahlungsquelle, in Deinem Beispiel
die Sonne, und die "Empfängerkugel" steht fßr Deine gedachte 1cm-Kugel,
kÜnnte aber jeden beliebigen anderen KÜrper repräsentieren.)
Baust Du jetzt eine Optik in diese Umgebung, verändern sich die
Verhältnisse fßr die herumschwirrenden Photonen im Mittel ßberhaupt nicht.
SchlieĂlich entstehen keine Photonen aus dem Nichts (oder der Optik), die
dann die Empfängerkugel zusätzlich bestrahlen kÜnnten. Die wßrden dann
_zudem_ auch noch die Quelle genauso bestrahlen, so daĂ sich einfach der
gesamte Energieinhalt der Anordnung erhĂśhen wĂźrde.
D.h. _mehr_ Strahlung als mit einem solchen Strahlungsfeld kann von einer
thermischen Quelle nicht auf einen Absorber gelangen - hat man nur einen
Teil der Strahlung zur VerfĂźgung, muĂ man dieses Strahlungsfeld mĂśglichst
exakt nachbilden und kann dann beliebig nahe an dieselbe
Einstrahlintensität kommen. Mehr geht nicht.
Nein, kann nicht. Mal' Dir die Strahlenwege innerhalb dieser "konischen
RĂśhrchen" mal aus (oder auch auf). Es geht nicht alles am "dĂźnnen" Ende
wieder 'raus, was am "dicken" Ende 'reingeschickt wird.
> so dass von den 50 kW vielleicht noch 40 kW auf dem KĂźgelchen ankommen.
Ăber die gesamte Oberfläche bleiben Dir im Idealfall ca. 23kW innen.
> Dieses kann bei 6000K aber nur rund 15 kW abstrahlen, womit 25 kW Ăźbrig
Wo kommen jetzt die 15kW her? Ist Dein Taschenrechner kaputtgegangen, daĂ
der so wild schwankende Werte liefert?
Nur wenn die nicht die Sonne umschlieĂt, entgegen Deiner originalen
Konstruktion. Egal wie groĂ, eine ideale (!) Ulbricht-Kugel verteilt die
Strahlung _im stationären Zustand_ homogen und isotrop in der gesamten
Kugel. Es ist dort ßberall gleich warm, also genauso wie auf der Oberfläche
der Sonne.
....
Siehe oben. Du brauchst zumindest die isotrope Einstrahlung auf die
Oberfläche Deiner Empfängerkugel, und die kriegst Du natßrlich nur durch
eine Optik, die den Winkelbereich der Einstrahlung entsprechend umsetzt.
Damit wird aber zwangsläufig die Leistungsdichte gegenläufig beeinfluĂt,
und das genau so, daĂ die gesamte Einstrahlung maximal derjenigen des
thermischen Strahlungsflusses der Quellentemperatur an der
Empfängeroberfläche entspricht.
Nein. Es _kann_ keine anderen Verhältnisse geben, und das gilt sowohl fßr
die Strahlen-, Wellen- als auch quantenmechanisch betrachtete Optik.
Ob Du anderer _Meinung_ bist, interessiert die mathematischen Zusammenhänge
nicht. Wenn Du meinst, Du hättest das Gegenteil bewiesen, dann muĂt Du das
nachweisen.
Such' Dir was aus den BĂźchern Ăźber theoretische Thermodynamik 'raus und
fang' damit an. Da stehen dann auch immer wieder weiterfĂźhrende Verweise
drin.
Ja, sicher, daĂ das _unter geeigneten Bedingungen_ mĂśglich ist, wurde ja
schon angesprochen. Nur ist die direkte Bestrahlung mit einer thermischen
Strahlungsquelle eben _keine_ geeignete Bedingung dafĂźr.
Stromerzeugung und Umwandlung in eine andere Strahlung wäre eine, oder auch
die Umwandlung der Strahlung auf optischem Weg (es gibt AFAIR auch Laser,
die mit Sonnenlicht gepumpt werden kĂśnnen).
(Es mĂźĂte dafĂźr schon reichen, nur einen Teil des thermischen Spektrums
zu benutzen, z.B. alles ab GrĂźn. Das ist dann eben auch keine thermische
Strahlung mehr. Und der "weggeworfene" Teil der Strahlungsleistung heizt
das Universum auf und liefert damit die anderwärts reduzierte Entropie..)
Nein, da hast Du Ăźberhaupt nichts begrĂźndet, sondern nur behauptet.
....
Du hast noch nicht gezeigt, wo die (mal wieder falsch berechneten) "25 kW
[], die nicht wissen, was sie tun sollen" Ăźberhaupt _herkommen_. Die
physikalischen Zusammenhänge der Optik geben ihnen keine Chance, die
lassen nur die abstrahlbaren 23kW auf Deine Beispielkugel fallen.
....
Zeichne Dir den Strahlengang selber auf. Du glaubst es ja sonst eh nicht.
NatĂźrlich darfst Du nicht nur achsenparallele Strahlen anschauen, bei der
Einstrahlung kommt _jeder_ Winkel vor.
(BTW: Du bekommst hiermit ehrenhalber den zweiten Nachnamen "Thomas".
Der Ungläubige.)
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Mit freundlichen GrĂźĂen, S. Schicktanz
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Sieghard Schicktanz
Guest
Hallo Christoph,
Du schriebst am Tue, 4 Aug 2015 12:37:49 +0200:
Die zeigen ja schlieĂlich auch Temperatur_inhomogenitäten: an - eine Fläche
konstanter Temperatur schaut in allen Richtungen gleich aus. Sonst wĂźrden
schlieĂlich die Strahlungsthermometer auch nicht funktionieren, meinst Du
nicht auch?
Die spiegelnde auch. Jedes Photon in deren Inneren wird irgendwann eine der
Oberflächen der KĂśrper darin erreichen - es muĂ schlieĂlich einmal von
einer solchen gekommen sein. Bei einer idealen Spiegelkugel kann das zwar
lange dauern, aber es passiert irgendwann. SchlieĂlich wird hier
grundsätzlich (wenn auch nicht explizit gesagt) der _stationäre_ Zustand
betrachtet.
Ja, und? Die kann man mit Reflexion und Streuung auch wunderbar mischen.
BTW, wenn Du _ganz_ genau hinschaust, dann sind auch die Vorgänge in
Mischprozessen bei FlĂźssigkeiten und Gasen durch Austausch
elektromagnetischer Strahlung verursacht. So, what's the difference?
Unpassender Vergleich - die 50Hz-"Strahlung" aus dem Anregungskreis erzeugt
im Werkstoff WirbelstrĂśme, die dann durch die dissipative Wirkung des
spezifischen Widerstands des Materials die Temperatur erhĂśhen.
Und auĂerdem ist diese 50Hz-"Strahlung" alles andere als thermisch, die
wäre eher mit einer Laserstrahlung zu vergleichen, aber das ist schon enorm
weit hergeholt.
....
Das hat Dir Rolf Bombach schon geschrieben (letzte vier Absätze). Die
Quelle darf _keine_ thermische Strahlung mit ihrer eigenen Temperatur
liefern. Liefert die Quelle eine athermische Strahlung, eine thermische
Strahlung mit einer hĂśheren Temperatur oder eine andere (athermische)
Energieform, kann die so erreichte Temperatur hĂśher liegen.
....
Das ist falsch. (Warum, muĂt Du selber 'rausfinden.)
--
--
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Mit freundlichen GrĂźĂen, S. Schicktanz
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Du schriebst am Tue, 4 Aug 2015 12:37:49 +0200:
Die zeigen ja schlieĂlich auch Temperatur_inhomogenitäten: an - eine Fläche
konstanter Temperatur schaut in allen Richtungen gleich aus. Sonst wĂźrden
schlieĂlich die Strahlungsthermometer auch nicht funktionieren, meinst Du
nicht auch?
Die spiegelnde auch. Jedes Photon in deren Inneren wird irgendwann eine der
Oberflächen der KĂśrper darin erreichen - es muĂ schlieĂlich einmal von
einer solchen gekommen sein. Bei einer idealen Spiegelkugel kann das zwar
lange dauern, aber es passiert irgendwann. SchlieĂlich wird hier
grundsätzlich (wenn auch nicht explizit gesagt) der _stationäre_ Zustand
betrachtet.
Ja, und? Die kann man mit Reflexion und Streuung auch wunderbar mischen.
BTW, wenn Du _ganz_ genau hinschaust, dann sind auch die Vorgänge in
Mischprozessen bei FlĂźssigkeiten und Gasen durch Austausch
elektromagnetischer Strahlung verursacht. So, what's the difference?
Unpassender Vergleich - die 50Hz-"Strahlung" aus dem Anregungskreis erzeugt
im Werkstoff WirbelstrĂśme, die dann durch die dissipative Wirkung des
spezifischen Widerstands des Materials die Temperatur erhĂśhen.
Und auĂerdem ist diese 50Hz-"Strahlung" alles andere als thermisch, die
wäre eher mit einer Laserstrahlung zu vergleichen, aber das ist schon enorm
weit hergeholt.
....
Das hat Dir Rolf Bombach schon geschrieben (letzte vier Absätze). Die
Quelle darf _keine_ thermische Strahlung mit ihrer eigenen Temperatur
liefern. Liefert die Quelle eine athermische Strahlung, eine thermische
Strahlung mit einer hĂśheren Temperatur oder eine andere (athermische)
Energieform, kann die so erreichte Temperatur hĂśher liegen.
....
Das ist falsch. (Warum, muĂt Du selber 'rausfinden.)
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Christoph MĂźller
Guest
Am 04.08.2015 um 23:40 schrieb Sieghard Schicktanz:
Ist dann aber schon sehr idealisiert. Solche Kugeln baut man ja zu
Messzwecken. Da sind immer Einbauten drin, die Photonen schlucken.
Ideal haben wir halt nicht.
Es geht allerdings nicht ums Mischen, sondern um deren Konzentration auf
einen kleinen Fleck.
Im einen Fall geht's gerichtet zu und im anderen Fall diffus.
Das passiert aber doch auch mit sehr hohen Frequenzen. Lediglich der
Schwingweg wird kürzer.
Das Gleiche - nur mit wesentlich kürzerer Wellenlänge - passiert
hochfrequent auch. Nur mit dem Unterschied, dass die Elektronen nicht
über mehrere Atome hinweg verschoben werden müssen. Dran gerüttelt wird
mit der Strahlung aber ganz genauso. Und eben das führt beiden Fällen
letztlich zur Temperaturerhöhung. Wo sollte da die Grenze nach oben
liegen? Wie man am 50-Hz-Beispiel sehen kann - die Frequenz scheint
keine solche Grenze darzustellen.
> Und außerdem ist diese 50Hz-"Strahlung" alles andere als thermisch,
sie ist elektromagnetisch mit sehr hohem magnetischen Anteil. Ist also
genauso elektromagnetische Strahlung wie gebündeltes Sonnenlicht.
WAS wäre denn da laserähnlich? Und warum sollte es per Laser KEINE
Temperaturgrenze nach oben geben und mit Sonnenlicht schon? WAS macht
den Unterschied und wie lässt er sich erklären?
darauf habe ich auch schon geantwortet.
Warum denn nicht?
> Liefert die Quelle eine athermische Strahlung,
WAS macht eine athermische Strahlung aus? Der Unterschied ist doch
lediglich die Kohärenzlänge, der Öffnungswinkel des Strahls und dass der
Laserstrahl üblicherweise monochrom ist. Wie lässt sich damit eine
Temperaturgrenze ableiten?
--
Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de
Ist dann aber schon sehr idealisiert. Solche Kugeln baut man ja zu
Messzwecken. Da sind immer Einbauten drin, die Photonen schlucken.
Ideal haben wir halt nicht.
Es geht allerdings nicht ums Mischen, sondern um deren Konzentration auf
einen kleinen Fleck.
Im einen Fall geht's gerichtet zu und im anderen Fall diffus.
Das passiert aber doch auch mit sehr hohen Frequenzen. Lediglich der
Schwingweg wird kürzer.
Das Gleiche - nur mit wesentlich kürzerer Wellenlänge - passiert
hochfrequent auch. Nur mit dem Unterschied, dass die Elektronen nicht
über mehrere Atome hinweg verschoben werden müssen. Dran gerüttelt wird
mit der Strahlung aber ganz genauso. Und eben das führt beiden Fällen
letztlich zur Temperaturerhöhung. Wo sollte da die Grenze nach oben
liegen? Wie man am 50-Hz-Beispiel sehen kann - die Frequenz scheint
keine solche Grenze darzustellen.
> Und außerdem ist diese 50Hz-"Strahlung" alles andere als thermisch,
sie ist elektromagnetisch mit sehr hohem magnetischen Anteil. Ist also
genauso elektromagnetische Strahlung wie gebündeltes Sonnenlicht.
WAS wäre denn da laserähnlich? Und warum sollte es per Laser KEINE
Temperaturgrenze nach oben geben und mit Sonnenlicht schon? WAS macht
den Unterschied und wie lässt er sich erklären?
darauf habe ich auch schon geantwortet.
Warum denn nicht?
> Liefert die Quelle eine athermische Strahlung,
WAS macht eine athermische Strahlung aus? Der Unterschied ist doch
lediglich die Kohärenzlänge, der Öffnungswinkel des Strahls und dass der
Laserstrahl üblicherweise monochrom ist. Wie lässt sich damit eine
Temperaturgrenze ableiten?
--
Servus
Christoph Müller
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Christoph MĂźller
Guest
Am 04.08.2015 um 23:09 schrieb Rolf Bombach:
Mindestens während der Aufheizphase.
Sorge damit dafür, dass die Abgestrahlte Energie einer GROSSEN Quelle
auf eine KLEINE Senke trifft, so dass diese die eingestrahlte Energie
nicht mehr los werden kann.
Denke nicht, dass du das mit einem innvenverspiegelten Football hin
bekommen wirst.
> Mehr geht nicht.
Funktioniert auch nicht, weil Quelle groß und Senke klein.
Wir diskutieren hier auch nicht über Ulbricht-Kugeln oder
innenverspiegelte Ovalkörper, sondern von realen Verhältnissen. Da ist
es überhaupt nicht so, dass alles von der Sonne gleichmäßig aufgeheizt
würde. Merkst du spätestens, wenn du in dein Auto einsteigst, das
stundenlang in der prallen Sonne gestanden hat.
Du gehst von zwei identischen Fokus-Punkten aus. Praktisch haben sie
aber sehr unterschiedliche Ausdehnung, so dass die ankommende Leistung
auf dem kleineren Körper auch entsprechend kleiner sein wird, was die
Temperatur am Ende entsprechend der Leistungsdichte begrenzt.
Mir geht es aber um eine ERHÖHUNG der Leistungsdichte, indem sie
andernorts erniedrigt wird.
Auch dein vorgerschlagener Versuch erklärt NICHT, was mit der Leistung
auf der kleinen Kugel passiert, die die Kugel nicht mehr los wird.
Aufheizen über Sonnentemperatur geht ja nach deiner Auffassung nicht,
wäre aber nötig, um ins Strahlungsgleichgewicht zu kommen.
Auf 50 m˛ schickt die Sonne etwa 50 kW Strahlung. Diese 50 kW lassen
sich über Spiegel und konische Spiegelröhren wahrscheinlich zu 40 kW auf
die kleine Kugel mit 1 cm Durchmesser konzentrieren. Bei 6000K kann
diese etwa 15 kW abstrahlen. Was passiert mit den übrigen 25 kW? Ich
behaupte, dass damit die Temperatur so weit erhöht wird, dass auch die
40 kW wieder abgestrahlt werden. Die Strahlungsleistung steigt mit der
VIERTEN Potenz der Temperatur. Sehr viel heißer als die Sonnentemperatur
muss die Kugel dafür also gar nicht werden. Aber nach meiner Auffassung
WIRD die Temperatur über die 6000K steigen MÜSSEN. Andernfalls müsste
sich irgendwas Anderes tun, was bei 25 kW Leistung sicher auffallen würde.
Warum fällt dir dazu nichts ein? Das wäre doch der entscheidende Punkt!
Es geht hier nicht um die Rechnung, sondern um den Sachverhalt. Wenn der
nicht klar ist, ist jede Rechnung sinnlos.
Es geht nicht um Verluste, sondern um die Bilanz. 40 kW kommen auf der
schwarzen Kugel an. 15 kW kann sie bei 6000K abstrahlen. Was passiert
mit dem Rest? Weil ursprünglich von 50 m˛ und damit 50 kW die Rede war,
kannst du die 10 kW (auf 40 kW) als "daneben gehen" auffassen. Das sind
also bereits Verluste. Aber die kümmern nicht.
> Hier haben wir aber eine Anergiebilanz,
Ob Anergie oder Energie - der Bilanz ist das völlig schnuppe. Für sie
ist das ein und das selbe.
Die kriegt man auch mit konzentrierenden Systemen in einem kleinen
Volumen hin. Dafür braucht nicht unbedingt einen Laser.
Wen interessiert aus welchem Grund die Divergenz, so lange sich eine
hohe Strahlungsdichte auf dem gewünschten Objekt realisieren lässt?
Wichtig ist nur, was DORT ankommt. Ob die Strahlung mit großer
Koheränzlänge, kleinstem Öffnungswinkel des Strahls, mit einer oder mit
vielen Frequenzen daher kommt, ist in Sachen Strahlungsdichte auf dem
Zielobjekt VÖLLIG BELANGLOS.
Das ist ja auch nicht das Thema. Es geht um eine Kugel mit 1 cm
Durchmesser, auf die das Sonnenlicht von 50 m˛ Spiegel fokussiert wird
und darum, wie heiß diese Kugel damit wird. Du sagst, dass sie auf
keinen Fall heißer werden kann als die Sonne - also 6000K. Ich behaupte,
sie wird heißer, weil sie bei 6000K halt nur etwa 15 kW abstrahlen kann.
Um mehr abstrahlen zu können, muss sie ganz einfach heißer werden
(gesetzt den Fall, dass es überhaupt ein Material gibt, das diese
Temperatur noch aushalten könnte).
Die Watt pro Quadratmeter sind halt die entscheidende Größe. Bei der
Kugel nämlich auch. Kannst auch gerne mal nachrechnen.
so weit braucht man es mit der Kugel gar nicht zu treiben. Das
Wesentliche ist nur, dass es ganz offensichtlich mit Strahlung möglich
ist, SEHR hohe Temperaturen zu erzeugen. So hohe, dass du sogar einen
Taschenrechner mit Exponentialdarstellung empfiehlst. Damit ist es
naheliegend, dass selbst Temperaturen oberhalb der
Schwarzkörpertemperatur des Infrarotlichts eines Nd:YAG-Lasers erreicht
werden können.
Wie kann das sein, wenn die Schwarzkörpertemperatur des IR-Lichtes weit
darunter liegt? Du versuchst mir doch ständig zu erklären, dass mit
Sonnenstrahlung keine höheren Temperaturen als die Sonnentemperatur
(Schwarzkörperstrahlung der Sonne) möglich wären.
Ich habe Feinwerktechnik studiert. Da gehörte technische Optik mit dazu.
Das steht aber nicht, wieso ein von der Sonne per konzentrierendem
System bestrahltes Objekt nicht heißer werden kann, als das strahlende
Objekt. Du selbst schreibst doch, mit einem Nd:YAG-Laser nahezu
beliebige Temperaturen erzeugt werden können. Grund: Leistungsdichte. Um
eben diese geht es hier doch auch.
--
Servus
Christoph Müller
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Mindestens während der Aufheizphase.
Sorge damit dafür, dass die Abgestrahlte Energie einer GROSSEN Quelle
auf eine KLEINE Senke trifft, so dass diese die eingestrahlte Energie
nicht mehr los werden kann.
Denke nicht, dass du das mit einem innvenverspiegelten Football hin
bekommen wirst.
> Mehr geht nicht.
Funktioniert auch nicht, weil Quelle groß und Senke klein.
Wir diskutieren hier auch nicht über Ulbricht-Kugeln oder
innenverspiegelte Ovalkörper, sondern von realen Verhältnissen. Da ist
es überhaupt nicht so, dass alles von der Sonne gleichmäßig aufgeheizt
würde. Merkst du spätestens, wenn du in dein Auto einsteigst, das
stundenlang in der prallen Sonne gestanden hat.
Du gehst von zwei identischen Fokus-Punkten aus. Praktisch haben sie
aber sehr unterschiedliche Ausdehnung, so dass die ankommende Leistung
auf dem kleineren Körper auch entsprechend kleiner sein wird, was die
Temperatur am Ende entsprechend der Leistungsdichte begrenzt.
Mir geht es aber um eine ERHÖHUNG der Leistungsdichte, indem sie
andernorts erniedrigt wird.
Auch dein vorgerschlagener Versuch erklärt NICHT, was mit der Leistung
auf der kleinen Kugel passiert, die die Kugel nicht mehr los wird.
Aufheizen über Sonnentemperatur geht ja nach deiner Auffassung nicht,
wäre aber nötig, um ins Strahlungsgleichgewicht zu kommen.
Auf 50 m˛ schickt die Sonne etwa 50 kW Strahlung. Diese 50 kW lassen
sich über Spiegel und konische Spiegelröhren wahrscheinlich zu 40 kW auf
die kleine Kugel mit 1 cm Durchmesser konzentrieren. Bei 6000K kann
diese etwa 15 kW abstrahlen. Was passiert mit den übrigen 25 kW? Ich
behaupte, dass damit die Temperatur so weit erhöht wird, dass auch die
40 kW wieder abgestrahlt werden. Die Strahlungsleistung steigt mit der
VIERTEN Potenz der Temperatur. Sehr viel heißer als die Sonnentemperatur
muss die Kugel dafür also gar nicht werden. Aber nach meiner Auffassung
WIRD die Temperatur über die 6000K steigen MÜSSEN. Andernfalls müsste
sich irgendwas Anderes tun, was bei 25 kW Leistung sicher auffallen würde.
Warum fällt dir dazu nichts ein? Das wäre doch der entscheidende Punkt!
Es geht hier nicht um die Rechnung, sondern um den Sachverhalt. Wenn der
nicht klar ist, ist jede Rechnung sinnlos.
Du müsstest also zumindest sämtliche
Strahlung, die von der Empfängerkugel weg geht, genau auf die Sonne
bündeln.
Wozu? Die Kugel muss einfach die eingestrahlte Energie wieder los
werden, wenn sich ihre Temperatur nicht erhöhen soll. Ist doch
vollkommen egal, in welcher Richtung sie die Leistung wieder los wird.
Nein, du willst ja gerade diese Verluste vermeiden, daher darf nichts
daneben gehen
Es geht nicht um Verluste, sondern um die Bilanz. 40 kW kommen auf der
schwarzen Kugel an. 15 kW kann sie bei 6000K abstrahlen. Was passiert
mit dem Rest? Weil ursprünglich von 50 m˛ und damit 50 kW die Rede war,
kannst du die 10 kW (auf 40 kW) als "daneben gehen" auffassen. Das sind
also bereits Verluste. Aber die kümmern nicht.
> Hier haben wir aber eine Anergiebilanz,
Ob Anergie oder Energie - der Bilanz ist das völlig schnuppe. Für sie
ist das ein und das selbe.
Die kriegt man auch mit konzentrierenden Systemen in einem kleinen
Volumen hin. Dafür braucht nicht unbedingt einen Laser.
Wen interessiert aus welchem Grund die Divergenz, so lange sich eine
hohe Strahlungsdichte auf dem gewünschten Objekt realisieren lässt?
Wichtig ist nur, was DORT ankommt. Ob die Strahlung mit großer
Koheränzlänge, kleinstem Öffnungswinkel des Strahls, mit einer oder mit
vielen Frequenzen daher kommt, ist in Sachen Strahlungsdichte auf dem
Zielobjekt VÖLLIG BELANGLOS.
Das ist ja auch nicht das Thema. Es geht um eine Kugel mit 1 cm
Durchmesser, auf die das Sonnenlicht von 50 m˛ Spiegel fokussiert wird
und darum, wie heiß diese Kugel damit wird. Du sagst, dass sie auf
keinen Fall heißer werden kann als die Sonne - also 6000K. Ich behaupte,
sie wird heißer, weil sie bei 6000K halt nur etwa 15 kW abstrahlen kann.
Um mehr abstrahlen zu können, muss sie ganz einfach heißer werden
(gesetzt den Fall, dass es überhaupt ein Material gibt, das diese
Temperatur noch aushalten könnte).
Die Watt pro Quadratmeter sind halt die entscheidende Größe. Bei der
Kugel nämlich auch. Kannst auch gerne mal nachrechnen.
so weit braucht man es mit der Kugel gar nicht zu treiben. Das
Wesentliche ist nur, dass es ganz offensichtlich mit Strahlung möglich
ist, SEHR hohe Temperaturen zu erzeugen. So hohe, dass du sogar einen
Taschenrechner mit Exponentialdarstellung empfiehlst. Damit ist es
naheliegend, dass selbst Temperaturen oberhalb der
Schwarzkörpertemperatur des Infrarotlichts eines Nd:YAG-Lasers erreicht
werden können.
die ionisiert Luft nimmt dann erst recht die
Strahlung auf. An die entstehenden Temperaturen am besten gar nicht
denken
Wie kann das sein, wenn die Schwarzkörpertemperatur des IR-Lichtes weit
darunter liegt? Du versuchst mir doch ständig zu erklären, dass mit
Sonnenstrahlung keine höheren Temperaturen als die Sonnentemperatur
(Schwarzkörperstrahlung der Sonne) möglich wären.
Ich habe Feinwerktechnik studiert. Da gehörte technische Optik mit dazu.
Das steht aber nicht, wieso ein von der Sonne per konzentrierendem
System bestrahltes Objekt nicht heißer werden kann, als das strahlende
Objekt. Du selbst schreibst doch, mit einem Nd:YAG-Laser nahezu
beliebige Temperaturen erzeugt werden können. Grund: Leistungsdichte. Um
eben diese geht es hier doch auch.
--
Servus
Christoph Müller
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Christoph MĂźller
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Am 04.08.2015 um 20:59 schrieb Matthias Dingeldein:
An der Kugel gehen sie wg. der verspiegelten konischen Röhren NICHT vorbei.
Es wird auch nichts reflektiert, weil ein Schwarzkörper angenommen wird.
Je heißer ein Körper wird, desto eher wird er sowieso zum Schwarzkörper.
Es ist also eine bessere Idee gefragt, was mit den 25 übrigen kW
passiert. Meine Idee ist nach wie vor, dass schlicht die 6000K
überschritten werden, bis das Strahlungsgleichgewicht wieder stimmt.
Dank 4. Potenz ist das gar nicht mal soo viel mehr Temperatur nötig.
Gut, den Einwand kann man gelten lassen. Aber ist der Effekt tatsächlich
so groß, dass es unmöglich wird, eine höhere Temperatur als auf der
Quelle entstehen zu lassen? Am Ende geht es nur um die Leistungsdichte,
die erzeugt werden kann. Wenn dieser Wert höher als auf der Sonne werden
kann, dann kann es auch höhere Temperaturen als dort geben. Denke, dass
das mit konzentrierenden Systemen möglich sein sollte.
Am Ende zählt nur, ob man es hin bekommt, dass so viel Energie
eingesammelt wird, dass die Flächenleistung im Ziel höher als auf der
Sonne wird. Ich wüsste nicht, weshalb das prinzipiell nicht möglich sein
sollte.
Es geht hier aber nicht um Datenübertragung, sondern nur darum, ob am
Ziel eine höhere Flächenleistung realisieren kann als der Sender (hier
die Sonne) leistet.
--
Servus
Christoph Müller
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An der Kugel gehen sie wg. der verspiegelten konischen Röhren NICHT vorbei.
Es wird auch nichts reflektiert, weil ein Schwarzkörper angenommen wird.
Je heißer ein Körper wird, desto eher wird er sowieso zum Schwarzkörper.
Es ist also eine bessere Idee gefragt, was mit den 25 übrigen kW
passiert. Meine Idee ist nach wie vor, dass schlicht die 6000K
überschritten werden, bis das Strahlungsgleichgewicht wieder stimmt.
Dank 4. Potenz ist das gar nicht mal soo viel mehr Temperatur nötig.
Gut, den Einwand kann man gelten lassen. Aber ist der Effekt tatsächlich
so groß, dass es unmöglich wird, eine höhere Temperatur als auf der
Quelle entstehen zu lassen? Am Ende geht es nur um die Leistungsdichte,
die erzeugt werden kann. Wenn dieser Wert höher als auf der Sonne werden
kann, dann kann es auch höhere Temperaturen als dort geben. Denke, dass
das mit konzentrierenden Systemen möglich sein sollte.
Am Ende zählt nur, ob man es hin bekommt, dass so viel Energie
eingesammelt wird, dass die Flächenleistung im Ziel höher als auf der
Sonne wird. Ich wüsste nicht, weshalb das prinzipiell nicht möglich sein
sollte.
Es geht hier aber nicht um Datenübertragung, sondern nur darum, ob am
Ziel eine höhere Flächenleistung realisieren kann als der Sender (hier
die Sonne) leistet.
--
Servus
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Christoph MĂźller
Guest
Am 04.08.2015 um 23:19 schrieb Sieghard Schicktanz:
Im Idealfall ist das Richtig. Ist aber das Ziel kleiner als die Quelle,
dann kommen auf dem Ziel auch weniger Photonen an, weil diese nicht von
der Quelle auf das KLEINERE Ziel fokussiert wird. Da geht einfach zu
viel daneben als dass im Ziel die Leistungsdichte höher werden könnte
als auf der Quelle. Schließlich herrscht in deinem Versuchsaufbau
überall spiegelbildlich die gleiche Strahlungsdichte.
Ja.
Ja.
Ja.
Ja.
Nicht berücksichtigt ist hier allerdings der Fall, dass aufgrund der
kleineren Geometrie der Kugel gegenüber der Quelle wesentlich weniger
Photonen die Kugel überhaupt erreichen werden. Die Strahldichte dürfte
in deinem Experiment symmetrisch sein. Die Quell- und Zielgröße jedoch
nicht.
Im Prinzip kann die Ulbrichtkugel oder der Ovalkörper mit Einbauten
teilweise abgeschattet werden. Die Photonen, die in deinem Aufbau das
Ziel verfehlten, können dann zusätzlich auf dieses gerichtet werden.
Weil das Ziel aber eine kleinere Oberfläche hat, kann es nicht mehr so
viele Photonen aussenden. Also steigt die Temperatur so lange, bis trotz
der kleineren Fläche wieder alle eingestrahlten Photonen abgestrahlt
werden können. Dann ist die Temperatur im Zielkörper höher als in der
Quelle.
> Schließlich entstehen keine Photonen aus dem Nichts (oder der Optik),
verlangt auch niemand. In deinem Beispiel werden auf der Quelle deutlich
mehr Photonen ankommen als auf dem Ziel, weil das Ziel viel kleiner ist.
Folglich wird das Ziel viel öfters verfehlt als die Quelle. Werden aber
die ansonsten vorbeifliegenden Photonen mit konzentrierenden Einbauten
zusätzlich auf das Ziel geleitet, dann steigt dessen Temperatur, um die
eingestrahlten Photonen wieder los werden zu können (Gleichgewichtszustand).
Die vorbeifliegenden können aber auf das Ziel gerichtet werden.
Wegen der kleineren Fläche nicht. Da kommen bei gleicher Temperatur
nicht genauso viele Photonen raus sondern viel weniger.
Die Menge der Photonen ist das Eine. Die PhotonenDICHTE das Andere.
Ein Laser hat keine paar 10.000K und kann trotzdem Luft auf solche
Temperaturen bringen, bis diese ionisiert. Die PhotonenDICHTE macht's!
Muss auch nicht. Es reicht, wenn mehr auf der Kugel ankommt als bei
6000K abgestrahlt werden kann.
Das ist jedenfalls mehr als die 15 kW, die die Kugel bei 6000K
abstrahlen kann. Somit muss die Temperatur über 6000K steigen, um wieder
ins Gleichgewicht kommen zu können.
Hat hier mal einer gerechnet. Ich hab's nicht nachgerechnet, aber der
Rechenweg schien plausibel.
Ich hatte mich mit zu legerer Berechnung verhauen gehabt. Das wären um
36 kW gewesen. Bin dann aber korrigiert worden. Dann waren's nur noch 15 kW.
Also dann halt nochmal ein Versuch. Jetzt aber hoffentlich richtig:
Kugeloberfläche: A = 4*pi*r˛ = 4*pi*0,0001m˛ = 0,1256m˛
Kirchhoff: P = epsilon * Sigma * A * T^4
Schwarzer Körper: epsilon = 1
Sigma = 5,67E-08
P = 1 * 5,67E-08 * 0,1256 * 6000^4 = 9.229.489,92 Watt
Sagt Excel.
Jetzt fall' ich vom Glauben ab :-(
Bin gespannt, welche Ergebnisse jetzt noch alles auftauchen. Mit der
vierten Potenz ist halt wirklich nicht zu spaßen.
Na ja - am Grundproblem ändert das aber trotzdem nichts. Ist es möglich,
mit konzentrierenden Systemen auf kleine Flächen eine höhere
Flächenleistung bzw. Strahlungsdichte zu bekommen als eine große Quelle
liefern kann? Ich meine noch immer, dass das gehen müsste.
brauche ich für meinen Versuch nicht. Da genügt es, wenn PRO
FLÄCHENHEINHEIT mehr Leistung einstrahlt als temperatur- und
flächenbedingt bei Quellentemperatur abgestrahlt werden kann. Die
Einstrahlung darf dabei ruhig gerichtet sein. Die temperaturbedingte
Abstrahlung erfolgt dann entsprechend einem schwarzen Strahler in alle
Richtungen.
Halte ich für unnötig.
Interessant, dass du jetzt von Leistungsdichte schreibst. Wenn obige
Berechnung stimmt, dann strahlt die Kugel bei Quellentemperatur (Sonne)
mit 9,2 MW (wer einen besseren Wert hat - bitte den statt dummer Sprüche
liefern). Um 9,2 MW von der Sonne einzusammeln, braucht man etwa 10.000
Quadratmeter Sammelfläche, also etwas 100x100 Meter. Nehmen wir mal
200x200 Meter. Damit werden dann 40 MW eingesammelt. Die Hälfte geht
verloren. Bleiben 20 MW. Was passiert jetzt mit den überschüssigen 10,8 MW?
Denke, das Einzige Argument, das du hast, ist, dass die Verluste
mindestens um diese 10,8 MW größer sind als hier angenommen. Desweiteren
gehst du davon aus, dass die Verluste mit größer werdender Sammelfläche
auch anteilig immer größer werden, so dass besagte 9,2 MW (so sie denn
richtig sind) niemals überschritten werden können.
Wie man den Wirkungsgrad des Sammlers in die Höhe bringen kann - darüber
wurde hier schon diskutiert. Denkbar ist im Innenbereich eine
"Satellitenschüssel". Weiter außen könnten weitere Satellitenschüsseln
mit Faseroptik im Fokus platziert sind, so dass deren Strahlungsenergie
damit "angeliefert" wird.
Am Ende zählt nur eins: Ist es möglich, auf einem (noch so kleinen)
Fleck einen höhere Leistungsdichte hin zu bekommen als die Quelle im
Mittel aufweisen kann?
Einen Hinweis darauf, dass das gehen könnte, gibt es vielleicht hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Kirchhoffsches_Strahlungsgesetz#Au.C3.9Ferhalb_des_thermischen_Gleichgewichts
Aber nur von mir.
Ansonsten ist DAS jetzt allerdings neu hier im Thread! Bislang wurde nur
behauptet, dass es nicht mal theoretisch möglich wäre, eine höhere
Temperatur als die der Quelle zu realisieren. Dem widerspreche ich
andauernd.
Von "direkt" hat ja auch niemand was gesagt. Es ging schon immer um ein
konzentrierendes System. Also eines, das Leistung aus einer großen
Fläche auf eine kleine lenkt.
> Stromerzeugung
dass es mit Strom geht, hat nie jemand bezweifelt. Ist deshalb auch nie
näher betrachtet worden.
> und Umwandlung in eine andere Strahlung wäre eine,
braucht dann halt wegen der Verluste mehr Fläche. Außerdem wär's kein
Sonnenlicht mehr, sondern schon irgendwas Umgewandeltes.
Wäre auch eine Möglichkeit. Allerdings vielleicht auch schon wieder
umstritten, weil's dann ja kein Sonnenlicht mehr wäre.
Das wäre egal. Hauptsache, die Flächenleistung ist höher als auf der
Quelle. Dann kann auch eine höhere Temperatur auf der Quelle erzeugt
werden. So zumindest meine These, der hier oft und leidenschaftlich
widersprochen wird.
--
Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de
Im Idealfall ist das Richtig. Ist aber das Ziel kleiner als die Quelle,
dann kommen auf dem Ziel auch weniger Photonen an, weil diese nicht von
der Quelle auf das KLEINERE Ziel fokussiert wird. Da geht einfach zu
viel daneben als dass im Ziel die Leistungsdichte höher werden könnte
als auf der Quelle. Schließlich herrscht in deinem Versuchsaufbau
überall spiegelbildlich die gleiche Strahlungsdichte.
Ja.
Ja.
Ja.
Ja.
Nicht berücksichtigt ist hier allerdings der Fall, dass aufgrund der
kleineren Geometrie der Kugel gegenüber der Quelle wesentlich weniger
Photonen die Kugel überhaupt erreichen werden. Die Strahldichte dürfte
in deinem Experiment symmetrisch sein. Die Quell- und Zielgröße jedoch
nicht.
Im Prinzip kann die Ulbrichtkugel oder der Ovalkörper mit Einbauten
teilweise abgeschattet werden. Die Photonen, die in deinem Aufbau das
Ziel verfehlten, können dann zusätzlich auf dieses gerichtet werden.
Weil das Ziel aber eine kleinere Oberfläche hat, kann es nicht mehr so
viele Photonen aussenden. Also steigt die Temperatur so lange, bis trotz
der kleineren Fläche wieder alle eingestrahlten Photonen abgestrahlt
werden können. Dann ist die Temperatur im Zielkörper höher als in der
Quelle.
> Schließlich entstehen keine Photonen aus dem Nichts (oder der Optik),
verlangt auch niemand. In deinem Beispiel werden auf der Quelle deutlich
mehr Photonen ankommen als auf dem Ziel, weil das Ziel viel kleiner ist.
Folglich wird das Ziel viel öfters verfehlt als die Quelle. Werden aber
die ansonsten vorbeifliegenden Photonen mit konzentrierenden Einbauten
zusätzlich auf das Ziel geleitet, dann steigt dessen Temperatur, um die
eingestrahlten Photonen wieder los werden zu können (Gleichgewichtszustand).
Die vorbeifliegenden können aber auf das Ziel gerichtet werden.
Wegen der kleineren Fläche nicht. Da kommen bei gleicher Temperatur
nicht genauso viele Photonen raus sondern viel weniger.
Die Menge der Photonen ist das Eine. Die PhotonenDICHTE das Andere.
Ein Laser hat keine paar 10.000K und kann trotzdem Luft auf solche
Temperaturen bringen, bis diese ionisiert. Die PhotonenDICHTE macht's!
Muss auch nicht. Es reicht, wenn mehr auf der Kugel ankommt als bei
6000K abgestrahlt werden kann.
Das ist jedenfalls mehr als die 15 kW, die die Kugel bei 6000K
abstrahlen kann. Somit muss die Temperatur über 6000K steigen, um wieder
ins Gleichgewicht kommen zu können.
Hat hier mal einer gerechnet. Ich hab's nicht nachgerechnet, aber der
Rechenweg schien plausibel.
Ich hatte mich mit zu legerer Berechnung verhauen gehabt. Das wären um
36 kW gewesen. Bin dann aber korrigiert worden. Dann waren's nur noch 15 kW.
Also dann halt nochmal ein Versuch. Jetzt aber hoffentlich richtig:
Kugeloberfläche: A = 4*pi*r˛ = 4*pi*0,0001m˛ = 0,1256m˛
Kirchhoff: P = epsilon * Sigma * A * T^4
Schwarzer Körper: epsilon = 1
Sigma = 5,67E-08
P = 1 * 5,67E-08 * 0,1256 * 6000^4 = 9.229.489,92 Watt
Sagt Excel.
Jetzt fall' ich vom Glauben ab :-(
Bin gespannt, welche Ergebnisse jetzt noch alles auftauchen. Mit der
vierten Potenz ist halt wirklich nicht zu spaßen.
Na ja - am Grundproblem ändert das aber trotzdem nichts. Ist es möglich,
mit konzentrierenden Systemen auf kleine Flächen eine höhere
Flächenleistung bzw. Strahlungsdichte zu bekommen als eine große Quelle
liefern kann? Ich meine noch immer, dass das gehen müsste.
brauche ich für meinen Versuch nicht. Da genügt es, wenn PRO
FLÄCHENHEINHEIT mehr Leistung einstrahlt als temperatur- und
flächenbedingt bei Quellentemperatur abgestrahlt werden kann. Die
Einstrahlung darf dabei ruhig gerichtet sein. Die temperaturbedingte
Abstrahlung erfolgt dann entsprechend einem schwarzen Strahler in alle
Richtungen.
Halte ich für unnötig.
Interessant, dass du jetzt von Leistungsdichte schreibst. Wenn obige
Berechnung stimmt, dann strahlt die Kugel bei Quellentemperatur (Sonne)
mit 9,2 MW (wer einen besseren Wert hat - bitte den statt dummer Sprüche
liefern). Um 9,2 MW von der Sonne einzusammeln, braucht man etwa 10.000
Quadratmeter Sammelfläche, also etwas 100x100 Meter. Nehmen wir mal
200x200 Meter. Damit werden dann 40 MW eingesammelt. Die Hälfte geht
verloren. Bleiben 20 MW. Was passiert jetzt mit den überschüssigen 10,8 MW?
Denke, das Einzige Argument, das du hast, ist, dass die Verluste
mindestens um diese 10,8 MW größer sind als hier angenommen. Desweiteren
gehst du davon aus, dass die Verluste mit größer werdender Sammelfläche
auch anteilig immer größer werden, so dass besagte 9,2 MW (so sie denn
richtig sind) niemals überschritten werden können.
Wie man den Wirkungsgrad des Sammlers in die Höhe bringen kann - darüber
wurde hier schon diskutiert. Denkbar ist im Innenbereich eine
"Satellitenschüssel". Weiter außen könnten weitere Satellitenschüsseln
mit Faseroptik im Fokus platziert sind, so dass deren Strahlungsenergie
damit "angeliefert" wird.
Am Ende zählt nur eins: Ist es möglich, auf einem (noch so kleinen)
Fleck einen höhere Leistungsdichte hin zu bekommen als die Quelle im
Mittel aufweisen kann?
Einen Hinweis darauf, dass das gehen könnte, gibt es vielleicht hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Kirchhoffsches_Strahlungsgesetz#Au.C3.9Ferhalb_des_thermischen_Gleichgewichts
Aber nur von mir.
Ansonsten ist DAS jetzt allerdings neu hier im Thread! Bislang wurde nur
behauptet, dass es nicht mal theoretisch möglich wäre, eine höhere
Temperatur als die der Quelle zu realisieren. Dem widerspreche ich
andauernd.
Von "direkt" hat ja auch niemand was gesagt. Es ging schon immer um ein
konzentrierendes System. Also eines, das Leistung aus einer großen
Fläche auf eine kleine lenkt.
> Stromerzeugung
dass es mit Strom geht, hat nie jemand bezweifelt. Ist deshalb auch nie
näher betrachtet worden.
> und Umwandlung in eine andere Strahlung wäre eine,
braucht dann halt wegen der Verluste mehr Fläche. Außerdem wär's kein
Sonnenlicht mehr, sondern schon irgendwas Umgewandeltes.
Wäre auch eine Möglichkeit. Allerdings vielleicht auch schon wieder
umstritten, weil's dann ja kein Sonnenlicht mehr wäre.
Das wäre egal. Hauptsache, die Flächenleistung ist höher als auf der
Quelle. Dann kann auch eine höhere Temperatur auf der Quelle erzeugt
werden. So zumindest meine These, der hier oft und leidenschaftlich
widersprochen wird.
--
Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de
S
Sieghard Schicktanz
Guest
Hallo Christoph,
Du schriebst am Wed, 5 Aug 2015 13:02:43 +0200:
Du wolltest mĂśglichst _viel_ Leistung auf den ZielkĂśrper Ăźbertragen - da
ist es relativ anti-zielfĂźhrend, wenn Du Situationen anfĂźhrst, in denen
diese Leistung _reduziert_ wird- Die maximale LeistungsĂźbertragung kriegst
Du nun mal nicht mit einem grauen, roten, blauen oder gar weiĂen KĂśrper,
auch nicht dann, wenn der in einem anderen Spektralbereich wieder "schwarz"
ist, sondern nur und ausschlieĂlich mit einem Ăźber alle Frequenzen
vollständig absorbierenden schwarzen. Das ist schon so eine idealisierte
Annahme, daĂ es reichlich kleinkariert aussieht, wenn Du hier auf "reale[]
Verhältnisse" verweist.
....
Du hast noch nicht gesagt, wie sie erstmal dort 'rein kommt. Mit rein
passiver, verlust- und gewinnfreier Optik geht's halt nicht.
Richtig, geht es nicht, wenn mit der thermischen Strahlung gearbeitet wird.
Zeige, _daĂ_ Du das hinbekommst.
(Wie lautet das dazugehÜrige Sprßcherl da doch? Ahja, "der nächste
Nobelpreis ist Dir damit sicher.")
> diese etwa 15 kW abstrahlen. Was passiert mit den Ăźbrigen 25 kW? Ich
^^? 23, oder?
Solange Du nichtmal diese primitiven Rechnungen richtig hinkriegst, ist
auch weiteren Berechnungen Deinerseits nicht so recht zu trauen. Du muĂt
dann schon den gesamten Rechngang offenlegen, wo Du sowas nachgewiesen
haben willst.
Es hat Dir keiner widersprochen, daà das dann der Fall _wäre_ - es wurde
nur immer wieder darauf hingewiesen, daĂ das mit thermischer Einstrahlung
_nicht_ geht.
Der _Sachverhalt_ _ist_ klar, nur Deine Voraussetzungen treffen nicht zu,
was Du aber nicht einsehen zu wollen scheinst.
....
Nein, die kriegt man auch mit konzentrierenden Systemen mit thermischer
Strahlung nicht hin.
> Wen interessiert aus welchem Grund die Divergenz, so lange sich eine
Genau aus dem Grund interessiert die Divergenz - weil es sich um thermische
Strahlung handelt.
Genau, die thermische Eigenschaft der Strahklung beschränkt allein dadurch
die erreichbare Strahlungsdichte.
....
Das hast Du dann falsch verstanden - Dir wurde nicht dahingehend
widersprochen, daĂ die mit 50kW bestrahlte Kugel nicht heiĂer werden kĂśnnte
als 6kK, sondern daĂ es nicht mĂśglich ist, mehr als die bei dieser
Temperatur von der Kugel abgestrahlten 23kW dort Ăźberhaupt _hinzubringen_.
Und zwar unter der von Dir vorgegebenen Voraussetzung, daĂ mit thermischer
Strahlung von 6kK ("Sonnenstrahlung") eingestrahlt wird.
> sie wird heiĂer, weil sie bei 6000K halt nur etwa 15 kW abstrahlen kann.
Trotz schon wieder (zum dritten Mal) falschem Wert - das hat niemand
bestritten. Bestritten wurde nur, daĂ die Leistung da Ăźberhaupt hinkommen
kann.
....
Klar - mit Strahlung entsprechender Temperatur (thermisches Spektrum,
isotrop) oder athermischer Strahlung (Linienspektrum, Bandenspektrum,
kohärente Strahlung u.ä.).
_Das_ allerdings nicht: das "Infrarotlicht[] eines Nd:YAG-Lasers" _hat_
_keine_ "SchwarzkĂśrpertemperatur" - wie definiertest Du die denn?
Ăblicherweise wird die Ăźber die spektrale Verteilung der Strahlung
definiert - ein Laser hat aber ein _Linienspektrum_.
--
--
(Weitergabe von Adressdaten, Telefonnummern u.ä. ohne Zustimmung
nicht gestattet, ebenso Zusendung von Werbung oder ähnlichem)
-----------------------------------------------------------
Mit freundlichen GrĂźĂen, S. Schicktanz
-----------------------------------------------------------
Du schriebst am Wed, 5 Aug 2015 13:02:43 +0200:
Du wolltest mĂśglichst _viel_ Leistung auf den ZielkĂśrper Ăźbertragen - da
ist es relativ anti-zielfĂźhrend, wenn Du Situationen anfĂźhrst, in denen
diese Leistung _reduziert_ wird- Die maximale LeistungsĂźbertragung kriegst
Du nun mal nicht mit einem grauen, roten, blauen oder gar weiĂen KĂśrper,
auch nicht dann, wenn der in einem anderen Spektralbereich wieder "schwarz"
ist, sondern nur und ausschlieĂlich mit einem Ăźber alle Frequenzen
vollständig absorbierenden schwarzen. Das ist schon so eine idealisierte
Annahme, daĂ es reichlich kleinkariert aussieht, wenn Du hier auf "reale[]
Verhältnisse" verweist.
....
Du hast noch nicht gesagt, wie sie erstmal dort 'rein kommt. Mit rein
passiver, verlust- und gewinnfreier Optik geht's halt nicht.
Richtig, geht es nicht, wenn mit der thermischen Strahlung gearbeitet wird.
Zeige, _daĂ_ Du das hinbekommst.
(Wie lautet das dazugehÜrige Sprßcherl da doch? Ahja, "der nächste
Nobelpreis ist Dir damit sicher.")
> diese etwa 15 kW abstrahlen. Was passiert mit den Ăźbrigen 25 kW? Ich
^^? 23, oder?
Solange Du nichtmal diese primitiven Rechnungen richtig hinkriegst, ist
auch weiteren Berechnungen Deinerseits nicht so recht zu trauen. Du muĂt
dann schon den gesamten Rechngang offenlegen, wo Du sowas nachgewiesen
haben willst.
Es hat Dir keiner widersprochen, daà das dann der Fall _wäre_ - es wurde
nur immer wieder darauf hingewiesen, daĂ das mit thermischer Einstrahlung
_nicht_ geht.
Der _Sachverhalt_ _ist_ klar, nur Deine Voraussetzungen treffen nicht zu,
was Du aber nicht einsehen zu wollen scheinst.
....
Nein, die kriegt man auch mit konzentrierenden Systemen mit thermischer
Strahlung nicht hin.
> Wen interessiert aus welchem Grund die Divergenz, so lange sich eine
Genau aus dem Grund interessiert die Divergenz - weil es sich um thermische
Strahlung handelt.
Genau, die thermische Eigenschaft der Strahklung beschränkt allein dadurch
die erreichbare Strahlungsdichte.
....
Das hast Du dann falsch verstanden - Dir wurde nicht dahingehend
widersprochen, daĂ die mit 50kW bestrahlte Kugel nicht heiĂer werden kĂśnnte
als 6kK, sondern daĂ es nicht mĂśglich ist, mehr als die bei dieser
Temperatur von der Kugel abgestrahlten 23kW dort Ăźberhaupt _hinzubringen_.
Und zwar unter der von Dir vorgegebenen Voraussetzung, daĂ mit thermischer
Strahlung von 6kK ("Sonnenstrahlung") eingestrahlt wird.
> sie wird heiĂer, weil sie bei 6000K halt nur etwa 15 kW abstrahlen kann.
Trotz schon wieder (zum dritten Mal) falschem Wert - das hat niemand
bestritten. Bestritten wurde nur, daĂ die Leistung da Ăźberhaupt hinkommen
kann.
....
Klar - mit Strahlung entsprechender Temperatur (thermisches Spektrum,
isotrop) oder athermischer Strahlung (Linienspektrum, Bandenspektrum,
kohärente Strahlung u.ä.).
_Das_ allerdings nicht: das "Infrarotlicht[] eines Nd:YAG-Lasers" _hat_
_keine_ "SchwarzkĂśrpertemperatur" - wie definiertest Du die denn?
Ăblicherweise wird die Ăźber die spektrale Verteilung der Strahlung
definiert - ein Laser hat aber ein _Linienspektrum_.
--
--
(Weitergabe von Adressdaten, Telefonnummern u.ä. ohne Zustimmung
nicht gestattet, ebenso Zusendung von Werbung oder ähnlichem)
-----------------------------------------------------------
Mit freundlichen GrĂźĂen, S. Schicktanz
-----------------------------------------------------------
C
Christoph MĂźller
Guest
Am 04.08.2015 um 22:16 schrieb Rolf Bombach:
Es geht nur darum, einen Fleck zu bekommen, der eine höhere
Flächenleistung aufweist als die Strahlungsquelle. Schon gibt es dort
eine höhere Temperatur als auf der Quelle.
Exergie kenne ich als Kunstbegriff der Energie und heißt eigentlich nur
"nutzbare Energie". Niedertemperatur, mit der Swimmingpool geheizt wird,
ist so gesehen auch Exergie.
Strahlung kann man gewissermaßen auch wie mechanische Energie auffassen.
Es wird ja wirklich an den Elektronen und Atomen mechanisch
herumgezerrt, womit eben genau das Gleiche möglich ist.
ist mit dem Ansatz, dass mechanische Energie und Strahlung
wesensverwandt sind, noch gar nicht nötig.
Sehe ich anders.
Dann erklär's mir ganz einfach mit richtigen Argumenten statt mit
Vorhaltungen.
--
Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de
Es geht nur darum, einen Fleck zu bekommen, der eine höhere
Flächenleistung aufweist als die Strahlungsquelle. Schon gibt es dort
eine höhere Temperatur als auf der Quelle.
Exergie kenne ich als Kunstbegriff der Energie und heißt eigentlich nur
"nutzbare Energie". Niedertemperatur, mit der Swimmingpool geheizt wird,
ist so gesehen auch Exergie.
Strahlung kann man gewissermaßen auch wie mechanische Energie auffassen.
Es wird ja wirklich an den Elektronen und Atomen mechanisch
herumgezerrt, womit eben genau das Gleiche möglich ist.
ist mit dem Ansatz, dass mechanische Energie und Strahlung
wesensverwandt sind, noch gar nicht nötig.
Sehe ich anders.
Dann erklär's mir ganz einfach mit richtigen Argumenten statt mit
Vorhaltungen.
--
Servus
Christoph Müller
http://www.astrail.de