[Rompicapo] Ci si raffredda nello spazio?

[FlatEric]

Prefatio: domande malate che nascono da un ritorno in automobile la sera tardi di 4 ingegneri (anzi, 2 quasi, uno intero ed un dottorando, ma il cervello malato è sempre quello ) dopo un'estenuante giornata di prove su un componente.

La domanda è abbastanza semplice: se ci trovassimo nello spazio, e tralasciassimo che a causa del vuoto assoluto scoppieremmo come dei palloncini, che temperatura raggiungerebbe il nostro corpo?

Da notare che l'ipotetico esperimento impicherebbe che la cavia (scelta da voi a caso ) sarebbe immessa nello spazio con la sua normale temperatura corporea, quindi la sua temperatura di partenza è attorno ai 36°C. Ovviamente il tutto và motivato, troppo facile rispondere con una singola temperatura (tra l'altro evidentemente ovvia )

Noi pensiamo di aver trovato una soluzione...ed ora via ai cervelli!

[gabi.2437]

Allora, lo spazio è quasi vuoto quindi l'unica forma di dispersione del calore è per irraggiamento.

Inoltre noi assorbiamo energia da altre fonti di calore come il Sole.

Quindi, se siamo illuminati dal Sole (e a meno che non sei dietro a un pianeta o qualcosa, lo sei), ti scaldi.

Se sei all'ombra, ti raffreddi perchè appunto disperdi energia nello spazio, ma non so fino a quanto...

[Lucrezio]

Se sei al buio ti raffreddi per irraggiamento fino a raggiungere l'equilibrio termico con quello lo spazio stesso... ovvero una manciata di kelvin, temo...

[FastFreddy]

Molto poco penso, noi cediamo la maggior parte del calore all'aria tramite contatto e una parte molto più piccola per irraggiamento.

In pratica nello spazio ci troveremmo quasi in un sistema isolato.

[Lucrezio]

Originariamente inviato da FastFreddy

Molto poco penso, noi cediamo la maggior parte del calore all'aria tramite contatto e una parte molto più piccola per irraggiamento.

In pratica nello spazio ci troveremmo quasi in un sistema isolato.

Sarebbe sicuramente una cosa lenta, ma la termodinamica dice "cazzo che freddo!"

[FastFreddy]

Originariamente inviato da Lucrezio

Sarebbe sicuramente una cosa lenta, ma la termodinamica dice "cazzo che freddo!"

Si, ma noi il calore lo "produciamo" tramite il nostro metabolismo e lo cediamo continuamente all'aria circostante, nel vuoto a chi lo cediamo? Altro discorso sarebbe un corpo inanimato ad una temperatura tot.

[stbarlet]

posto che la pressione e la temepratura sono tendenti a zero.. i gas passano abbastanza in fretta nello spazio. i fluidi evaporano, fino a quando c'è energia perchè questo accada.. questa energia sarà sostanzialmente tutta quella termica corporea. Non so quantificare se questa energia sia sufficiente ad evaporare tutti i fluidi, per cui probabilmente arrivati ad un certo punto, i fluidi cominceranno a solidificare liberando un pochetto di energia , che si esaurirà nel giro di breve tempo. questo senza andare a temperature incredibilmente basse.

[stbarlet]

Originariamente inviato da Lucrezio

Sarebbe sicuramente una cosa lenta, ma la termodinamica dice "cazzo che freddo!"

si sicuramente, è un processo lungo. Però potrebbe anche essere come diceva qualcuno più su, potrebbe ricevere energia dal Sole .

[FastFreddy]

Dici che incomincieremmo ad evaporare?

[FlatEric]

Mmmmh, ero certo che saremmo arrivati ai punti cardine della questione molto presto

Ora, seminando un pò di zizzania diciamo, butto il sasso e ritiro la mano, cioè pongo un dubbio che è uscito e poi è stato risolto durante la discussione ieri:

Il calore a cosa viene ceduto?


Rimane da appurare la temperatura raggiunta, e un'altra ipotetica domanda interessante potrebbe essere con che velocità (approssimativamente) potremmo arrivare alla temperatura?

La questione dell'"equilibrio termico" può essere labile...non c'è nulla con cui essere in equilibrio...lo spazio aperto è a 0 K, ma è anche decisamente vuoto (tralasciando traccie di elementi che si possano trovare).

Vi accenno una cosa interessante che mi han raccontato ieri, non ho il riscontro come dire, cartaceo, ma la persona è abbastanza affidabile: è stato compiuto un esperimento dove, in un ambiente confinato ovviamente, si è portata l'aria al suo interno fino a valori prossimi dello 0 assoluto (pochi decimi sopra), e si è notato che interpolando fino allo 0 K un grafico temperatura - pressione, allo zero assoluto corrisponderebbe anche pressione nulla.
E' un piccolo excursus che può avere la sua valenza...

[Lucrezio]

Guardate che non c'è mica bisogno di un accettore per disperdere il calore per irraggiamento!
Le onde em si propagano nel vuoto

[FastFreddy]

Originariamente inviato da Lucrezio

Guardate che non c'è mica bisogno di un accettore per disperdere il calore per irraggiamento!

Quello che si intendeva è che:

in atmosfera si disperde calore sia per irraggiamento che per contatto

nel vuoto si disperde il calore solo per irraggiamento

[stbarlet]

Originariamente inviato da FastFreddy

Dici che incomincieremmo ad evaporare?

le condizioni perchè ciò avvenga ci sono ( energia e pressione esterna).

[FlatEric]

Lucrezio, era solo per pepare un pò le cose e magari far scervellare un pò di più chi avesse per caso dubbi ^^ Appunto l'irraggiamento è un fenomeno che ha per mezzo di trasmissione del calore le onde elettromagnetiche. L'accettore comunque c'è, per la conservazione dell'energia, ma può ovviamente essere anche molto lontano Infatti io parlo di spazio aperto, e non di un ipotetico ambiente con vuoto e zero assoluto, senza nessun altro elemento oltre al nostro povero corpicino

[stbarlet]

Originariamente inviato da FlatEric

Mmmmh, ero certo che saremmo arrivati ai punti cardine della questione molto presto

Ora, seminando un pò di zizzania diciamo, butto il sasso e ritiro la mano, cioè pongo un dubbio che è uscito e poi è stato risolto durante la discussione ieri:

Il calore a cosa viene ceduto?


Rimane da appurare la temperatura raggiunta, e un'altra ipotetica domanda interessante potrebbe essere con che velocità (approssimativamente) potremmo arrivare alla temperatura?

La questione dell'"equilibrio termico" può essere labile...non c'è nulla con cui essere in equilibrio...lo spazio aperto è a 0 K, ma è anche decisamente vuoto (tralasciando traccie di elementi che si possano trovare).

Vi accenno una cosa interessante che mi han raccontato ieri, non ho il riscontro come dire, cartaceo, ma la persona è abbastanza affidabile: è stato compiuto un esperimento dove, in un ambiente confinato ovviamente, si è portata l'aria al suo interno fino a valori prossimi dello 0 assoluto (pochi decimi sopra), e si è notato che interpolando fino allo 0 K un grafico temperatura - pressione, allo zero assoluto corrisponderebbe anche pressione nulla.
E' un piccolo excursus che può avere la sua valenza...

Il calore PROBABILMENTE compie un lavoro, mette l'energia perchè i gas e i liquidi abbandonino il corpo.

L'equilibrio imho si raggiunge, probabilmente in tempi molto lunghi ( mi viene da pensare che l'energia che si irradia incominci a rimbalzare sui tessuti , creando una specie di effetto serra)..

[FlatEric]

Originariamente inviato da stbarlet

le condizioni perchè ciò avvenga ci sono ( energia e pressione esterna).

Beh...la pressione la tralascerei, e forse anche l'evaporazione....si può sostituire la cavia umana con un pezzo di metallo a 36°C se non vogliamo entrare in questioni che possano prendere dentro pressioni e cambi di stato L'unica differenza è che non ci sarebbe un produttore di calore (il nostro corpo) da 1 kW...potremmo ipotizzare un blocchetto che "genera" l'equivalente, ma il tutto servirebbe solo per rallentare il raffreddamento.

[FlatEric]

Originariamente inviato da stbarlet

Il calore PROBABILMENTE compie un lavoro, mette l'energia perchè i gas e i liquidi abbandonino il corpo.

L'equilibrio imho si raggiunge, probabilmente in tempi molto lunghi ( mi viene da pensare che l'energia che si irradia incominci a rimbalzare sui tessuti , creando una specie di effetto serra)..

L'equilibrio di cui parli però sarebbe un equilibrio "interno", non saresti in "equilibrio" con lo spazio...ma la questione si complica troppo, vedi sopra come possiamo rendere un pò più snello il problema

[stbarlet]

Originariamente inviato da FlatEric

Beh...la pressione la tralascerei, e forse anche l'evaporazione....si può sostituire la cavia umana con un pezzo di metallo a 36°C se non vogliamo entrare in questioni che possano prendere dentro pressioni e cambi di stato L'unica differenza è che non ci sarebbe un produttore di calore (il nostro corpo) da 1 kW...potremmo ipotizzare un blocchetto che "genera" l'equivalente, ma il tutto servirebbe solo per rallentare il raffreddamento.

per una sbarra di ferro le cose sono diverse. non ho i diagrammi del caso, ma la tensione di vapore è già infinitamente bassa a temperature ordinarie.

[stbarlet]

Originariamente inviato da FlatEric

L'equilibrio di cui parli però sarebbe un equilibrio "interno", non saresti in "equilibrio" con lo spazio...ma la questione si complica troppo, vedi sopra come possiamo rendere un pò più snello il problema

Nono l'equilibrio di cui parlo è quello con lo spazio. la lentezza deriva proprio dal fatto che l'energia che sta più nel profondo, o compie del lavoro, oppure viene restituita ai tessuti più esterni, portando lentamente questa energia verso l'esterno, per essere dispersa completamente.



Tutto questo non considerando le stelle ( il Sole va).

[FlatEric]

Originariamente inviato da stbarlet

per una sbarra di ferro le cose sono diverse. non ho i diagrammi del caso, ma la tensione di vapore è già infinitamente bassa a temperature ordinarie.

[Ignoranza Mode: ON]
Cioè?
[Ignoranza Mode: OFF]

Beh ma io dicevo per semplificare un pò le cose. Il fatto di mettere come attore l'essere umano era un modo un pò romantico per presentare la cosa.

Comunque ho capito, dici che pian piano l'energia prodotta dai processi vitali viene portata verso la superficie della nostra pelle. In questo caso però possiamo parlare di conduzione e convezione, dato che noi siamo di materia e le varie componenti del nostro corpo possono scambiarsi calore in vario modo. E' solo la pelle esterna che può cedere calore unicamente tramite l'irraggiamento, quindi farebbe da radiatore per dissipare man mano la nostra temperatura. Ho letto da qualche parte (http://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_radiation) che comunque il nostro corpo mediamente dissipa per irraggiamento una potenza termica di circa 1 kW. Per fare un conto del tempo di raffreddamento si dovrebbe fare un calcolo di tutta la nostra energia disponibile.

Cmq niente sole o fonti esterne di calore, teniamole buone per un pò