[image]

Вхождение абсолютно черного и абсолютно холодного тела в атмосферу

Умозрительный вопрос
 
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
☠☠
Хочу поинтересоваться. Предположим, у нас есть шар (скажем, размером с футбольный мяч, если размер важен). Шар абсолютно черный и имеет температуру абсолютного нуля, но при этом - это важное допущение - не способен нагреваться, эдакий идеальный тепловой насос. Вот такой фантастический артефакт.

Если такой артефакт войдет в атмосферу Земли на метеоритной скорости, будет ли он сиять в атмосфере? По идее, если не нагревается, значит и не излучает.

Или будет сиять образованная ударным воздейтвием на атмосферу плазма? Или такое тело сможет отвести столько тепловой энергии, чтобы избежать излучения?

Или поставлю вопрос иначе, без фэнтезийных допущений: каков должен быть теплоотвод, чтобы на такой скорости эффективно охлаждать образующуюся плазму вокруг тела? Цель - избежать свечения в дальнем и ближнем ИК.
   
MD Serg Ivanov #04.04.2012 20:37  @AGRESSOR#04.04.2012 20:11
+
-1
-
edit
 

Serg Ivanov

аксакал
★★
AGRESSOR> Или поставлю вопрос иначе, без фэнтезийных допущений: каков должен быть теплоотвод, чтобы на такой скорости эффективно охлаждать образующуюся плазму вокруг тела?
Кинетическую энергию тела раздели на время входа в секундах. Получишь мощность теплоотвода в ваттах.
Кинетическая энергия:
Прикреплённые файлы:
 
   17.0.963.7917.0.963.79
+
-
edit
 

Anika

координатор
★★☆
AGRESSOR> Хочу поинтересоваться. Предположим, у нас есть шар (скажем, размером с футбольный мяч, если размер важен). Шар абсолютно черный и имеет температуру абсолютного нуля, но при этом - это важное допущение - не способен нагреваться, эдакий идеальный тепловой насос. Вот такой фантастический артефакт.
AGRESSOR> Если такой артефакт войдет в атмосферу Земли на метеоритной скорости, будет ли он сиять в атмосфере? По идее, если не нагревается, значит и не излучает.
Снаряды можно было видеть уже не только при восходе или на закате солнца — радиолокационные измерения показали, что они снизились до 70 километров. В ясном небе невооруженным глазом можно было увидеть маленькие черные пульки. Они прочерчивали небо, как реактивные самолеты; днем за ними оставался сине-голубой след раскаленного воздуха, ночью — тонкая серебристая нить, которая медленно таяла.
Сами снаряды по-прежнему оставались темными. Предположение, что они раскалятся от трения о воздух и сгорят, не оправдалось.
 
© В.Савченко, "Чёрные звёзды" ;)
   
RU Fakir #05.04.2012 12:07  @Serg Ivanov#04.04.2012 20:37
+
+1
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
S.I.> Кинетическую энергию тела раздели на время входа в секундах. Получишь мощность теплоотвода в ваттах.

Бред получишь.
   3.6.283.6.28
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
AGRESSOR> Если такой артефакт войдет в атмосферу Земли на метеоритной скорости, будет ли он сиять в атмосфере? По идее, если не нагревается, значит и не излучает.
AGRESSOR> Или будет сиять образованная ударным воздейтвием на атмосферу плазма?

Будет, но слабенько т.к. оптически тонка. Более заметно будет лишь при ОЧЕНЬ больших скоростях, выше 2-й космической.

AGRESSOR> Или такое тело сможет отвести столько тепловой энергии, чтобы избежать излучения?

Так он у тебя по твоему же условию нагреваться не может, какой теплоотвод?

AGRESSOR> Или поставлю вопрос иначе, без фэнтезийных допущений: каков должен быть теплоотвод, чтобы на такой скорости эффективно охлаждать образующуюся плазму вокруг тела? Цель - избежать свечения в дальнем и ближнем ИК.

Нельзя избежать по определению.
Если теплоотвод есть - так именно излучением, ИК и т.д.
Или же тебе надо говорить не о теплоотводе, а о поглощении неким резервуаров внутри самого тела.

Вообще см. топик про спуск и теплозащиту.
   3.6.283.6.28
MD Serg Ivanov #05.04.2012 14:39  @Fakir#05.04.2012 12:07
+
+1 (+2/-1)
-
edit
 

Serg Ivanov

аксакал
★★
Кинетическую энергию тела раздели на время входа в секундах. Получишь мощность теплоотвода в ваттах.
Fakir> Бред получишь.

Что и требуют условия задачи :)
   18.0.1025.14218.0.1025.142
RU Fakir #05.04.2012 22:08  @Serg Ivanov#05.04.2012 14:39
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
S.I.> Кинетическую энергию тела раздели на время входа в секундах. Получишь мощность теплоотвода в ваттах.

Еще раз, медленно: нет.
   3.6.283.6.28
MD Wyvern-2 #05.04.2012 22:29  @AGRESSOR#04.04.2012 20:11
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★★★
AGRESSOR> Хочу поинтересоваться. Предположим, у нас есть шар (скажем, размером с футбольный мяч, если размер важен)

Важны и размер и форма. По заданию - она шарообразная, что сильно повлияет на результат. Кстати, тебя не удивляет факт, что даже небольшие метеориты внутри, как правило, холодные?
Вообщем, ты пытался поставить задачу как бы вцелом-общо, а получился какой то узкоспециальный маловероятный бред :D
   3.0.193.0.19
MD Serg Ivanov #06.04.2012 12:02  @Fakir#05.04.2012 22:08
+
-
edit
 

Serg Ivanov

аксакал
★★
S.I.>> Кинетическую энергию тела раздели на время входа в секундах. Получишь мощность теплоотвода в ваттах.
Fakir> Еще раз, медленно: нет.

Ты не понял условия. Вся кинетическая энергия тела должна быть отведена системой теплоотвода. Ни тело, ни воздух вокруг не должны греться. Ынцелеск? ;) Мощность теплоотвода - средняя. Пиковая естественно больше.
   18.0.1025.15118.0.1025.151
RU Fakir #06.04.2012 12:15  @Serg Ivanov#06.04.2012 12:02
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
S.I.> Ты не понял условия. Вся кинетическая энергия тела должна быть отведена системой теплоотвода. Ни тело, ни воздух вокруг не должны греться.

Такое в принципе невозможно.
   3.6.283.6.28
MD Serg Ivanov #06.04.2012 12:21  @Fakir#06.04.2012 12:15
+
-
edit
 

Serg Ivanov

аксакал
★★
S.I.>> Ты не понял условия. Вся кинетическая энергия тела должна быть отведена системой теплоотвода. Ни тело, ни воздух вокруг не должны греться.
Fakir> Такое в принципе невозможно.
AGRESSOR> :
Хочу поинтересоваться. Предположим, у нас есть шар (скажем, размером с футбольный мяч, если размер важен). Шар абсолютно черный и имеет температуру абсолютного нуля, но при этом - это важное допущение - не способен нагреваться, эдакий идеальный тепловой насос. Вот такой фантастический артефакт. :)
   18.0.1025.15118.0.1025.151
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
☠☠
Fakir> Такое в принципе невозможно.

А почему? Что мешает?
Какой процент тепла максимум можно отводить при самых смелых допущениях?

Внутри тело пусть греется, главное, чтобы ничего не излучало. Отсюда и вопрос: если перенос тепла настолько быстр, что поверхность сохраняет температуру абс.нуля, может ли такое абстрактное тело охлаждать плазменное образование, чтобы полностью исключить излучение в ИК/видимом диапазоне? Или я ошибаюсь, и при любой скорости теплопереноса поверхность тела будет прогрета до определенной величины?
   
Это сообщение редактировалось 06.04.2012 в 12:33
RU Fakir #06.04.2012 12:24  @Serg Ivanov#06.04.2012 12:21
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
Еще раз, медленно: абсолютно невозможно. Даже для такого артефакта.
   3.6.283.6.28

AXT

инженер вольнодумец
★☆
☠☠
AGRESSOR> может ли такое абстрактное тело охлаждать плазменное образование, чтобы полностью исключить излучение в ИК/видимом диапазоне?

Нет. Причина крайне проста — плазма излучает во все стороны равномерно, твой шар поглотит максимум половину энергии теплового излучения, остальное будет светить в наружную сторону. То есть, плазму удастся несколько охладить, но не более того.
   
+
-
edit
 

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★★☆
AGRESSOR> А почему? Что мешает?

Греется не тело. Греется воздух. Именно он греется, это первопричина. А уж только потом нагретый воздух чуть-чуть нагревает само тело (очень чуть-чуть, если приглядеться).

AGRESSOR> Какой процент тепла максимум можно отводить при самых смелых допущениях?

От нагретого воздуха-то? Единицы процентов, может если совсем осмелеть - что-нибудь типа 10-20%, для специально подобранных условий.

AGRESSOR> Внутри тело пусть греется, главное, чтобы ничего не излучало. Отсюда и вопрос: если перенос тепла настолько быстр, что поверхность сохраняет температуру абс.нуля, может ли такое абстрактное тело охлаждать плазменное образование, чтобы полностью исключить излучение в ИК/видимом диапазоне?

Нет, не может. Лишь малую долю тепла может забрать у нагретого газа. Не только излучением, как было сказано выше - теплопереносом забирать тоже можно, но МАЛО. Газ в любом случае будет очень горячим. Хотя, повторюсь, сам он при этом будет светиться сравнительно слабо, т.к. оптически тонок, спектра чёрного тела не будет, а будет нечто линейчатое и потому не очень яркое. Но светиться будет всё равно.

Единственный чисто умозрительно возможный случай именно не допустить его нагревания - это впрыскивать в окружающее пространство ОЧЕНЬ холодный газ в огромном количестве, еще лучше типа воду распылять. Но для полного охлаждения до исходной температуры нужен такой запас охладителя, такой массы, что... :) Ну в общем следствия расписывать не буду.
   3.6.283.6.28

yacc

старожил
★★★
Fakir> Греется не тело. Греется воздух. Именно он греется, это первопричина. А уж только потом нагретый воздух чуть-чуть нагревает само тело (очень чуть-чуть, если приглядеться).
Ну феноменологически ИМХО это представить можно так:
у нас спускается некий объект, которы имеет цельную немолекулярную структуру - т.е. нет движения/колебания молекул - нет и самого понятия температуры. Но при этом он имеет массу и подчиняется второму закону Ньютона - т.е. когда в него начинают долбиться молекулы воздуха, то он делится с ними своей кинетической энергией уменьшая ее и тем самым тормозясь.
Соответственно перед ним возникнет скачок уплотнения воздуха - будет распределение локальной плотности по какому-то закону. Внутри скачка движение молекул на более высоких скоростях и как следствие - более высокая температура. Опустившись на атомарный уровень с упругих шариков придем к тому, что молекулы сталкиваясь друг с другом будут трансформироваться - скажем энергия удара приведет к тому, что электрон перейдет на более высокий нестабильный уровень или вообще оторвется образовав пару ион-элетрон. С нестабильного уровня же он будет переходить вниз излучая квант света. Спектр будет линейчатым - и ИМХО не очень сильным по уровню излучения.
   9.09.0
RU Dem_anywhere #17.04.2012 14:10
+
-1
-
edit
 

Dem_anywhere

аксакал
★☆
Если температура тела абсолютнонулевая - воздух при контакте с ним будет выпадать на него в виде льда, шар покроется ледяной плёнкой и далее полетит как обычный метеорит, со спецэффектами.
Подвариант - выморозит весь воздух на траектории до поверхности, толщина плёнки будет порядка метра.
   3.6.283.6.28
Fakir: Хоть и чёрная дыра, но меру знать надо; предупреждение (+2) по категории «Категоричное сомнительное заявление, не подтверждённое фактом [п.11] »

+
-1
-
edit
 

Lamort

ограниченный
☆★★★★
админ. бан
Тело не нагреется в двух случаях.

1) Тело абсолютно белое, абсолютно гладкое и абсолютно твёрдое. Тогда ни излучение, ни теплопроводность его не смогут нагреть.

2) Тело просто имеет теплопроводность равную нулю, тогда тепло не проникнет внутрь тела.
   
+
-
edit
 

nexusxv

опытный

Имхо, вполне возможно, у тебя же шар двигает воздух, который в свою очередь трется о воздух.
   11.0.696.3411.0.696.34
+
-
edit
 

Lamort

ограниченный
☆★★★★
админ. бан
nexusxv> Имхо, вполне возможно, у тебя же шар двигает воздух, который в свою очередь трется о воздух.
Довольно интересный вопрос, сколько именно энергии переходи в механическое движение воздуха в том или ином случае.
   
Последние действия над темой

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru