Teplota v ohnisku

lato · Príspevok od používateľa **lato** » 16 Feb 2010, 16:15

Konecne mam trochu casu, takze som vymyslel pre vas novu hadanku.
Majme zdroj tepla - pre nas priklad slnko. Na zemi mozeme pouzit lubovolnu optiku s ktorou sfokusujeme slnecnú energiu.

Co mozeme prehlasit ?

1. Ziadnym sposobom nedosiahneme vyssiu teplotu ako teplotu povrchu slnka (TPS)
2. Ak zaostrime na malý bod ktorý bude v tepelne izolovanom prostredí teplota moze prevysit TPS
3.Musíme pracovat v "impulznom" rezime zasvietim - zatienim tepelnym stitom a mozem dosiahnut vyssiu TPS
4. Vsetko zavisí od materiálu v ohnisku a sposobe odvodu tepla napr. umiestnim tercik do vakuovanej flašky.
5. plati bod 2 a 4

samozrejme nehladajte napr. takýto mechanizmus : zasvietim na spagát, prepálim ho a odpálim jadrovú nálož a mam teplotu ...

mat100 · Príspevok od používateľa **mat100** » 16 Feb 2010, 16:18

Řekl bych že správně je odpověď číslo 1

Robio · Príspevok od používateľa **Robio** » 16 Feb 2010, 16:41

5

Sedliacky rozum mi hovorí že teplota je závislá od výkonu dopadajúceho na určitú plochu..
Takže ak by sme mali nekonečne presnú optiku a zaostrili sme na nekonečne malý bod tak by teplota mala byť nekonečne vysoká.
(možno slovo nekonečne nieje správne a presnejšie by bolo extrémne)

EDIT: Pridávam len pre pobavenie https://www.youtube.com/watch?v=8tt7RG3 ... re=related

fero_zezina · Príspevok od používateľa **fero_zezina** » 16 Feb 2010, 16:42

Dam zasa svoj cisty tip, podla mna to bude bod 5. Ak by sme dostatocne velku plochu sustredili do dostatocne malej plochy

, v nejakom izolovanom prostredi, a napriklad tuto "energiu(?)" by sme dostatocne stlacili, mohli by sme ziskat vyzsiu teplotu ako je teplota na povrchu slnka...
..alebo by sme ju stale hromadili, tak ako "teplotne cerpadlo(?)...

raden · Príspevok od používateľa **raden** » 16 Feb 2010, 16:43

Myslim si ze spravny je bod 1.

Jacob989 · Príspevok od používateľa **Jacob989** » 16 Feb 2010, 17:04

správa odpoveď je 1, aj keď nie úplne, chýba mi tam doplniť :
"Ziadnym sposobom ostrenia svetelnych lucov slnka do bodu nedosiahneme vyssiu teplotu ako teplotu povrchu slnka (TPS) "

Energia na povrchu slnka na m2 je 2 miliardy krát väčšia ako tá časť, čo dopadá na povrch na rovnakú plochu.
Existuje slnečná elektráteň, ktorá za pomoci veľkej plochy zrkadiel riadených pomocou PC a trajektórie natáča zrkadlá do jedného bodu, kde sa nachádza kontajner s cirkulovanou vodou a tá sa ohrieva....

tesla512 · Príspevok od používateľa **tesla512** » 16 Feb 2010, 17:42

podla mna 5
vychádzam z predpokladu že slnko aj povezme teplý čaj vysiela rovnaké IR žiarenie, teda v ňom nieje žiadnym spôsobom zakódované akú má teplotu ak teda predmet dostatočne tepelne odizolujeme telpota nie je limitovaná a mala by platiť rovnica Q=m*c*(t2-t1)

Robio · Príspevok od používateľa **Robio** » 16 Feb 2010, 17:46

nevysiela rovnaké IR žiarenie...to by potom thermokamery nefungovali...

tesla512 · Príspevok od používateľa **tesla512** » 16 Feb 2010, 18:04

nefungujú termokamery náhodou na princípe intenzity žiarenia? Alebo som vedľa jak tá jedľa?

Robio · Príspevok od používateľa **Robio** » 16 Feb 2010, 18:22

nie...fungujú na tom že každá teplota žiari inou frekvenciou...

33zuli · Príspevok od používateľa **33zuli** » 16 Feb 2010, 18:32

u mna 5

MacGyver · Príspevok od používateľa **MacGyver** » 16 Feb 2010, 18:35

Podla mna je to taktiez bod 5.
Sice neviem ci to ma priamy suvis s nasim problemom, ale rovnako sa do skla graviruje. Laserovy luc sa sustredi do minimálneho bodu pomocou sosovky...
BTW ak na urcitu plochu dopada ziarenie urcitej intenzity(vacsej ako pripadajucej na rovnaku plochu povrchu slnka) a povch absorbuje so 100% energie, teplota musi byt logicky vyssia.

Tony_Vicks · Príspevok od používateľa **Tony_Vicks** » 16 Feb 2010, 19:08

tiez sa priklanam k 5ke

mikoš · Príspevok od používateľa **mikoš** » 16 Feb 2010, 20:53

Aj ja som za 5ku pretože ak by to bolo dokonale čierne teleso a neunikalo by z neho teplo tak by sa energia nemala ako spotrebovať iba na zohrievanie. Nie je dôvod prečo by teplota nemohla stúpnuť nad TPS.

Tuf · Príspevok od používateľa **Tuf** » 16 Feb 2010, 21:36

V úlohe sú predovšetkým tieto veličiny: teplo, svetlo a v tom aj energia a forma tejto energie. Obecnou optikou je možno fokusovat svetelné žiarenie, špeciálnou optikou je možno do jedného bodu sústrediť aj akustickú vlnu napríklad pri litotripsi rázovou vlnou /shock wave/, to je rozbíjanie žlčových alebo obličkových kameňov akustickou vlnou sústredenou do jednoho "bodu".

lato v zadaní povedal, že sa jedná o teplo, tedy o tepelnú energiu, čo je možno realizovať napríklad čiernym telesom, alebo teplom, ktoré vyžiarujú kachle. Aj laser sústreďuje predovšetkým svetelnú energiu, ktorá v mieste dopadu má tepelné účinky. Môže ísť aj o viditeľné svetlo /zvyčajne červený laser/, aj neviditeľné, napr. HeNe aj iné lasery.

Teplo ako také sa prenáša konvekciou, kondukciou a radiácou /čiže žiarením/ a v tomto prípade je treba rátať s tepelnými účinky svetelného lúča, čiže s prenosom svetelné energie a nasledovne uvažovať prenesenú energiu a vzniklé teplo. Lúč prechádzajúci vákuom, lebo vzduchom ani v ohnisku žiadne tepelné účinky nemá. Ale až po dopadu a premene svetelného žiarenia na tepelnú energiu.

lop13 · Príspevok od používateľa **lop13** » 16 Feb 2010, 21:42

Uf tazka otazka to by som musel cosi nastudovat. takze je to iba cisto tym ktory teda vobec nepresadzujem ale pokial si dobre spominam tak teplota na povrchu slnka je 5000 stupnou celzia takze myslim ze by sa to aj dalo.

lato · Príspevok od používateľa **lato** » 17 Feb 2010, 10:58

Kedže nie su ďalšie odpovede tak poďme na výsledok

Problém vystihol Robio aj Jacob989, ale Robio z toho urobil nesprávny záver. Tak ako napísal Jacob, problém je ten, že žiadnou optikou nedokážeme premietnuť plochu slnka do bodu. Z každého bodu na povrchu slnka vychádzajú lúče všetkými smermi a nielen v smere normály k povrchu. Dokonca ideálne v smere normály je nulový vyžiarený výkon... Takže každý zobrazený bod získa len energiu zodpovedajúcu umernej ploche zo slnka. "Akumulácia" tepla nám nepomôže, lebo vždy dochádza k spätnému vyžarovaniu. Keby sa slnko dalo zobraziť do bodu nepotrebovali by sme prácne zostrojovať lassery. Tam je situácia iná, nie je problém zaostriť koherentné, prakticky "rovnobežné" lúče do bodu a získať tak mnohomilionové teploty. Správna odpoveď je 1.

Ozaj, nafotil už lop 13 to "obrovské" slnko( mesiac) pri západe ???

Andrej · Príspevok od používateľa **Andrej** » 17 Feb 2010, 11:10

Koho zaujima problematika IR radiace a termovizie - mozem dat k dispozicii moju bakalarsku pracu (sice byt orientovanu na medicinu)- k tomuto mam blizko a rad som si pozrel vase nazory na tuto peknu hadanku.
PS: Lato ty si novodoby Mr.N

MacGyver · Príspevok od používateľa **MacGyver** » 17 Feb 2010, 12:10

Mne sa to volako nezda. vzdialenost Slnko<-->Zem je znacna. I ked je pravda ze ziarenie nie je koherentne, rad by som videl co zrobi dajme tomu luc sustredeny sosovkou s priemerom 50m do bodu s priemerom 1mm. Plosna hustota energie, no neviem neviem.

Su tu stale zaujimave hadanky...ja by som az chcel vediet jak by na ne reagovali niektori profaci fyziky niektorej univerzity

.

lato · Príspevok od používateľa **lato** » 17 Feb 2010, 12:16

To pigi: Preco si udal priemet 1 mm a nie napr. 0,001mm? Ved potom by to bolo este teplejsie. Skus sa zamysliet . ...
Výkon na povrchu slnka je okolo 260W/mm2,

Priemer obrazu slnka vypočítame :

ohnisková dĺžka * priemer slnka/ vzdialenosť slnka
pri ohniskovej dlžke 1 m vyjde priemer obrazu slnka 1 cm čo je plocha skoro 80 mm2.
Objektýv zo svetelnosťou 1 má pri priemere 1m ohnisko 1m a to už je poriadny kus...