Absorption thermischer Strahlung durch atmosphärische Gase
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Versuch 29 - <strong>Absorption</strong> von Wärmestrahlung <strong>durch</strong> <strong>atmosphärische</strong> <strong>Gase</strong> Seite 9<br />
welche an den Schlauch angeschlossen werden kann. Atemluft kann einfach zugeführt<br />
werden indem mit dem Mund in den Schlauch geblasen wird. Dafür liegen passende<br />
Einweg-Mundstücke zum Aufsetzen auf den Schlauch vor.<br />
Nach der Durchführung des Experiments ist darauf zu achten, dass das Flaschenventil<br />
geschlossen ist. Sicherheitshalber sollte man das restliche, sich im Druckmindererventil<br />
befindliche, Gas ausströmen lassen. Die Sicherheitsdatenblätter zu den verwendeten<br />
<strong>Gase</strong>n Kohlendioxid und Stickstoff sind im Anhang angefügt.<br />
Tipps zur Messung<br />
• Aufgrund der langen Aufheizdauer des keramischen Strahlers ist es ratsam, diesen<br />
gleich zu Beginn des Experiments einzuschalten.<br />
• Stellen Sie sicher, dass die PET-Folien keine Löcher haben, und bei geschlossenen<br />
Ventilen kein Gas austritt.<br />
• Wählen Sie die Abstände zwischen den Komponenten so, dass mit Luft eine<br />
<strong>Strahlung</strong>sleistung von ungefähr 3 mV detektiert wird. Der Abstand zwischen<br />
Messrohr und Strahler sollte nicht weniger als 5 cm betragen.<br />
• Zeichnen Sie die Messwerte in einer <strong>durch</strong>gehenden Messung auf, um<br />
die Werte zu den verschiedenen <strong>Gase</strong>n einfach vergleichen zu können.<br />
• Warten Sie, bis sich die Spannungs- und Temperaturwerte stabilisiert haben,<br />
bevor Sie ein weiteres Gas zuführen (ungefähr 5 Minuten).<br />
• Vorsicht: der Lampenschirm kann sehr heiß werden!<br />
4 Kontrollfragen<br />
• Welche Oberflächentemperatur hätte die Erde unter Vernachlässigung der <strong>Absorption</strong><br />
<strong>durch</strong> die Atmosphäre? Verwenden Sie dazu die Angaben aus Abb. 3<br />
und das Stefan-Boltzmann-Gesetz (3).<br />
• Auf welchem grundlegenden physikalische Effekt basiert die Funktionsweise einer<br />
Thermosäule? Worin unterscheidet sich der Thermofühler?<br />
• Wieso lässt sich die Erde als <strong>thermischer</strong> Strahler im Experiment nicht simulieren?<br />
Schätzen Sie das Emissionsspektrum des keramischen Strahlers ab.<br />
• Warum kann aus dem aufgenommenen Spannungsverlauf nicht auf die Treibhauswirksamkeit<br />
von Kohlendioxid geschlossen werden?<br />
• Welches <strong>Absorption</strong>sverhalten würden Sie bei anderen <strong>atmosphärische</strong>n <strong>Gase</strong>n,<br />
beispielsweise Methan oder Sauerstoff, erwarten?<br />
• Inwiefern beeinflusst Wasserdampf das Experiment?<br />
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