¿Cómo es posible que pueda conseguir más caliente en el coche que está fuera?

Question

La ley de la termodinámica dice que dos cuerpos eventualmente tenga temperaturas iguales. ¿Cómo es posible que cuando usted deje su coche en el sol, se pone más caliente en el coche que está fuera? ¿Por qué no el coche a la misma temperatura que el exterior, como debe ser según la ley?

Answer 1

Ley de la Termodinámica dice que dos cuerpos eventualmente tendrán la misma temperatura.

Que no es un absoluto de la Ley. Hay condiciones, y una de esas condiciones implica el aporte de energía a los cuerpos. Si esta Ley era absoluta, entonces el Sol iba a estar a la misma temperatura que el universo, alrededor de 2,7 K, debido a que el universo es mucho más grande que el Sol. Pero el Sol tiene una energía interna del convertidor de la fuente de la cual eleva su temperatura local.

El interior de un vehículo cerrado en la luz del sol será mayor debido a un efecto de invernadero. El cristal del coche es transparente a la luz visible, de modo que la energía es absorbida por el interior del coche (los asientos, el salpicadero y el piso) el aumento de su temperatura. Los objetos emiten radiación infrarroja y el vidrio es bastante opaco a la radiación y la energía se queda en el coche. Así que más energía viene en el vaso que se escapa del vaso.

Debido a que el tronco/boot no tiene un vaso de apertura a la radiación, por lo general, la estancia un poco más fresco que el compartimiento de pasajeros. Cualquiera que sea la radiación de la tapa del maletero se obtiene se refleja y es irradiada de vuelta con bastante eficacia. Eso no quiere decir que no se caliente, pero no es el mismo que el compartimiento de pasajeros.

Answer 2

Mientras que el respeto a los demás el bien y el thoughrough respuestas, creo que puedo dar una simple explicación a su pregunta exacta.

Como usted menciona en su pregunta, two bodies eventually will have equal temperatures cuando está en contacto térmico. "Con el tiempo" es la clave. Si una temperatura del cuerpo se eleva, el cuerpo, finalmente, encontrar un nuevo equilibrio de la temperatura.

Pero esta ley no impide que el aumento en la temperatura de un cuerpo por una fuente externa. Solo dice lo que sucede a partir de entonces. Mientras la energía se añaden constantemente, de esta temperatura la igualdad que usted busca es nunca llegó.

• La 1ª ley de la termodinámica es la ley de conservación de la energía que explica el aumento de la temperatura.

$$\Delta U=Q-W$$

El Sol se añade calor $Q$ para el coche a través de la radiación. No se trabaja $W=0$. Por lo tanto, la energía interna $U$ debe subir (que corresponde a un aumento en la temperatura).

El final de la constante de la temperatura a la que el coche alcanza en un día soleado va a depender de que el intercambio de calor con el aire exterior y en la entrada (así como de salida) de la radiación. Todo esto saldos en algún momento, por el aumento de la temperatura hasta que el calor dejando el coche cada segundo es igual a calor en el coche cada segundo. La temperatura no será constante hasta que este estado de equilibrio se alcanza.

Answer 3

El aire tiene muy baja conductividad térmica y capacidad, en la mayoría de los casos fuera, el principal causante de intercambio térmico (y por lo tanto la percepción de la temperatura) es la radiación (Stefan de la ley, cada objeto está irradiando luz en todo el espectro, con más frío cuerpo dando más de que en infrarrojo, más caliente es más visible rojo (carbón de leña, bañera de hierro), a continuación, amarillo, blanco, blanco azulado cuando se pone más caliente). En este caso, el coche está recibiendo un alto flujo de energía desde el sol (absorbiendo la mayor parte de ella), por lo que la calefacción muy rápidamente. Es como estar sentado cerca del fuego - el aire entre usted y el fuego es frío, pero el fuego puede quemar.

Termodinámicamente hablando, el coche está expuesto al aire exterior (débilmente acoplado, transferencia lento), la caliente tierra, el cielo (en radiativo de la temperatura por lo general inferior a la del aire ambiente, posiblemente sub zero, si no cubierto), y el sol en ~6000K de la temperatura (fuerte afluencia, pero sólo de una forma muy específica de la dirección). Así que usted tiene (sol de radiación térmica) + (a muy poca radiación de cielo) - (las pérdidas de radiación del coche) - (conducción, convección a través del aire). En un día soleado, la temperatura es bastante alta, antes de las pérdidas de superar la afluencia.

Radiativo de cambio es más importante que la mayoría de la gente piensa. Usted sabe cómo en el invierno, usted puede necesitar un suéter en el interior a 25 grados, pero en el verano, una camiseta a los 18 grados es suficiente? Eso es porque el aire caliente no ayuda si las paredes son frías y no da que gran parte de la radiación térmica. Del mismo modo, un día de sol en el invierno es muy frío, porque en lugar de relativamente cálidas nubes, usted tiene un "transparente" del cielo que da casi ninguna radiación térmica. Que en realidad es la única forma en que la tierra se está enfriando (y es sustancial, sólo hay que ver cómo rápidamente la temperatura desciende cuando se pone el sol). En una fría noche de invierno, la superficie se puede enfriar por debajo de la temperatura del aire sólo porque de las pérdidas de radiación, y en realidad se puede congelar agua en un espejo reflectante debajo del cielo abierto, incluso si la temperatura ambiente es >0.

Así, para concluir... para cada objeto de calcular la temperatura de equilibrio para, usted tiene que considerar todos los objetos está en contacto térmico con. Que no es sólo el contacto físico, cada objeto que está en la línea de la vista es el intercambio de calor a través de la radiación (y en el aire, que es más importante que el contacto directo con el aire). Incluso en el vacío, donde el intercambio directo no es posible, cada objeto eventualmente alcanzar el promedio de la temperatura de los objetos a su alrededor (con objetos que ocupan más área angular de la contribución de más).

Que, en realidad, de cómo se puede calcular la temperatura del sol sólo mediante la medición de su tamaño en el cielo.

Vamos a ver... el sol tiene diámetro angular en el cielo aproximadamente la mitad de un grado. Que significa que de cada $4\pi$ área esférica del cielo alrededor de la tierra, se tarda hasta $\pi (0.5 \pi /180)^2$ (la tierra está perdiendo calor todo en $4\pi$, pero reciben sólo desde el sol). El Stefan de la ley establece que el flujo térmico sale como $T^4$, por lo que la tierra de la temperatura será la media de $T^4$ el cielo, por eso $$T_E^4 = T_S^4 \frac{\pi (0.25\pi/180)^2}{4\pi}=4.76\times 10^{-6} T_S^4$$ Si la temperatura media de la Tierra es de $290K$ (más o menos), entonces la superficie del sol es de $T_S\aprox T_E/(4.76\times 10^{-6})^{1/4} \aprox 6200K$. Bastante impresionante, teniendo en cuenta que no necesita ninguna entrada de datos numéricos o natural constantes, excepto para el diámetro angular del sol, que podemos medir con un pulgar de una extendió la mano.

Tal vez fui un poco fuera de tema, pero espero que le hizo las cosas más claras.

Answer 4

¿Quizás por las mismas razones que el calentamiento de los invernaderos? Si las ventanas están al descubierto la luz del sol aumenta la energía interior, aislando el aire caliente dentro de la estructura para que no se pierde calor por convección. [De Wikipedia]