Nebunia Lunară și Bazele Fizicii; Știința condamnării
Confidențialitate și module cookie
Acest site folosește cookie-uri. Continuând, sunteți de acord cu utilizarea lor. Aflați mai multe, inclusiv cum să controlați cookie-urile.
Pe câteva articole fără legătură de pe acest blog, oamenii au pus întrebări despre lună. Acest lucru se datorează faptului că o mulțime de oameni au citit un articol numit Un efect de seră pe Lună de pe www.ilovemycarbondioxide.com care face unele afirmații confuze.
Articolul începe:
Și se termină cu:
Pământul nu este „neobișnuit” de cald. Aplicația ecuației predictive este defectă. Capacitatea substanțelor obișnuite de a stoca căldura face o batjocură a estimărilor corpului negru. Credința că radiația de urme de gaze explică de ce temperatura suprafeței pământului se abate de la o formulă matematică simplă se bazează pe ipoteze profund eronate despre teoretic vs. corpuri reale.
Cu mult timp în urmă, un prieten mi-a spus că modul în care Banca Angliei îi instruiește pe oameni să vadă bancnotele contrafăcute este să le dea bilete reale pentru a-și petrece timpul obișnuindu-se cu senzația, textura, greutatea și așa mai departe. Nu le oferă o mulțime de contrafaceri, deoarece nu este la fel de eficient.
Nu am idee dacă povestea este adevărată, dar am crezut întotdeauna că este un concept util pentru abordarea oricărui subiect. Cel mai bine este să petreceți timpul ajutând oamenii să înțeleagă teoria reală - așa cum se numesc toate „faptele” științifice - mai degrabă decât să petreceți 5% din timp pe teoria reală și să le introduceți în 19 teorii defectuoase.
Prin urmare, cea mai mare parte a acestui articol se va concentra pe construirea înțelegerii elementelor de bază, mai degrabă decât pe evidențierea numeroaselor defecte din articol. Ne vom uita la temperatura unui corp asemănător lunii prin modele foarte simple.
Aceste modele sunt în Excel, deoarece este rapid și ușor.
Modelul
Conceptul este foarte simplu. Aceasta este o suprafață asemănătoare lunii idealizată pentru ilustrare.
Pentru corpul meu asemănător lunii, vom lua în considerare un metru pătrat de suprafață. Acest lucru se datorează faptului că fluxul de căldură lateral în interiorul suprafeței va fi extrem de scăzut și, prin urmare, nu vrem sau nu trebuie să construim un GCM pentru a rezolva această problemă.
Radiația solară este absorbită de această suprafață și se încălzește. Suprafața are o capacitate de căldură definită pe care o schimbăm în model pentru a vedea cum se schimbă rezultatele.
Soarele se mișcă încet prin cer, astfel încât cantitatea de radiație solară incidentă la suprafață variază pe parcursul „zilei” lunare. Suprafața are o „absorbție” pentru radiația solară - proporția radiației solare absorbite față de proporția reflectată.
Când soarele este direct deasupra capului, radiația solară incidentă este de 1367 W/m 2 și când soarele este la orizont, radiația solară este zero - atunci pentru întreaga „noapte” radiația rămâne zero. Prin urmare, mă gândesc la „ecuator”.
Din motive de lene am stabilit ziua lunară să fie 28 de zile, dar valoarea exactă nu contează.
Și absorbția a fost setată la 0,9 (ceea ce înseamnă că 90% din radiația solară incidentă este absorbită și 10% este reflectată). De asemenea, emisivitatea a fost setată la aceeași valoare, dar în acest exemplu ar putea fi diferită. Cu valori diferite ar avea loc rezultate similare, dar cu temperaturi de echilibru diferite. A se vedea nota 1.
Matematica simplă pentru model este la sfârșitul postării, deoarece multor oameni nu le place să vadă ecuații.
Rezultatele
Acum, dacă suprafața nu avea capacitate de căldură (sau așa cum ar putea spune matematicienii, „deoarece capacitatea de căldură tinde la zero”), atunci suprafața se va încălzi instantaneu până când radiația emisă se va potrivi cu radiația absorbită.
Deci, în acest caz nerealist, temperatura ar urma această curbă:
Suprafață asemănătoare lunii, capacitate zero de căldură
Deci, în timpul nopții asemănătoare lunii, suprafața scade imediat la zero absolut, iar în timpul „zilei” emisia de radiații se potrivește exact cu absorbția. (Pentru cititorii înclinați matematic, aceasta urmează o relație cos θ - a se vedea secțiunea de matematică la sfârșit).
Rețineți că acest lucru nu este ca pământul sau orice alt corp real. Este doar un experiment de gândire util pentru a arăta ce s-ar întâmpla dacă suprafața nu ar avea capacitate de căldură.
În această condiție:
- absorbția radiației solare = 391,7 W/m 2 (medie pe mai multe cicluri)
- emisie de radiații lunare = 391,7 W/m 2 (medie pe mai multe cicluri)
- temperatura medie = 169,3K
- temperatura minima = 0K
- temperatura maxima = 394K
Energie în = energie în afara - deci nu există surprize acolo.
Să începem să creștem capacitatea de căldură și să vedem ce se întâmplă - pe m 2, 10.000 J/K capacitate de căldură:
Suprafață asemănătoare lunii cu o capacitate de căldură de 10.000 J/K per m ^ 2
- absorbția radiației solare = 391,7 W/m 2 (medie pe mai multe cicluri)
- emisie de radiații lunare = 391,7 W/m 2 (medie pe mai multe cicluri)
- temperatura medie = 195,3K
- temperatura minima = 38K
- temperatura maxima = 397K
Pe m 2, 50.000 J/K capacitate termică:
Suprafață asemănătoare lunii cu o capacitate de căldură de 50.000 J/K per m ^ 2
- absorbția radiației solare = 391,7 W/m 2 (medie pe mai multe cicluri)
- emisie de radiație lunară = 391,5 W/m 2 (medie pe mai multe cicluri)
- temperatura medie = 211,3K
- temperatura min = 64K
- temperatura maxima = 394K
Pe m 2, 500.000 J/K capacitate termică: