Termodynamikkens 2. hovedsetning

[Jostemikk]

Dette er et sitat fra Energi Norge.no, og hvis noen finner feil med denne versjonen, vær snill å fortell hva som er galt, og hva som er korrekt forståelse.

Enhver form for energi kan i sin helhet omdannes til varme, men når varmeenergi omdannes til andre energiformer, kan den aldri bli fullstendig omdannet. Noe av den vil alltid bestå som varme. Dette er hovedinnholdet i termodynamikkens andre hovedsetning. Når energi benyttes til å utføre et arbeid,  «degraderes» den. Fysikerne sier at entropien øker. Termodynamikkens 2. hovedsetning - loven om stadig økende entropi - slår fast, at all energi som omformes, til slutt ender opp i naturen som varme i finfordelt og uordnet form. Loven fastslår også, at varmeenergi kun kan spre seg av seg selv fra et varmere til et kaldere sted og ikke omvendt. Alle temperaturforskjeller tilstreber en utjevning, ved at varme strømmer fra et område med høy temperatur til et område med lavere temperatur. Når all energi er blitt forvandlet til finfordelt varmeenergi, og alle temperaturforskjeller er utjevnet, er entropien blitt maksimal. Da kan energien ikke lenger nyttiggjøres til for eksempel å drive en maskin. Entropien gir altså et mål på hvor stor mulighet vi har til å utnytte en bestemt energimengde. Lav entropi betyr høy arbeidsevne, mens høy entropi betyr lav arbeidsevne.

[Obelix]

Jostemikk, det du kom med fra Energi Norge, er akkurat det jeg har hevdet i diverse tråder her på dette forumet. Så slik jeg ser på det, så er dette en bekreftelse.

Nemlig at det er tullball fra ende til annen og benytte seg av energidiagrammer hvor man tar utgangspunkt i de utmidlede (innkommende) verdiene, ene og alene for å få de til å matche de utgående verdiene på ca. 230 W/m2.

Vi vil uvergelig få tap når vi bruker energi. Vi kan aldri bruke energi til gjøre et stykke arbeide, og samtidig sitte igjen med samme energien etterpå! - Det vil uvergelig bli tap! Troen på det motsatte er rett og slett å tro at vi har en perpeteum mobile. Dette er i et nøtteskall hele kjernen i klimabløffen som alarmistene nekter å erkjenne.

[Jostemikk]

Jepp. Ser ut til at du har hatt rett hele tiden, Obelix, og når jeg leser denne og andre versjoner/forklaringer av 2. hovedsetning, blir jeg sittende og ta meg i å lure på hvorfor det i det hele tatt finnes en AGW-debatt.

Nå har jeg begynt å lage ei liste over "skeptikere" som mer enn en gang har uttalt at økt atmosfærisk innhold av CO2 gjør det varmere i både troposfære og hav. Greit å holde oversikten.

Jeg holder på den forklaringen jeg ga av Roy Spencer som fordampet in situ da han var ute med IR-apparatet sitt for å "bevise" tilbakestråling. Med alt han kan måle slik tilbakestråling fra, ville han fordampet på et nanosekund med en gang han stakk hodet ut av døra. Inventaret i huset hans ville i seg selv gitt ham et rimelig solbrent oppsyn.

[Bebben]

Hm, noen som vet hva som er den mest effektive måten å varme opp en gassblanding - bestående av ca 79 % N2, ca. 20 % O2, ca. 1 % argon og noen promiller med små sporgasser, herunder 0,4 promille CO2 - på?

Vil denne blandingen mest effektivt bli varmet opp via varmeledning (konduksjon) på grunn av kontakt med en fast eller flytende overflate, eller via infrarød stråling med visse bølgelengder? Erfaringen fra (reelle) drivhus tyder på det første?

Poenget: Hvis jorden, oppvarmet av solen, avgir varme til atmosfæren, er det jorden som varmer atmosfæren og ikke omvendt. Hvis atmosfæren derimot varmer jorden, vil jo jorden kjøle atmosfæren - nødvendigvis, for dette er jo akkurat det samme.

Jeg holder en liten knapp på min enkle analogi om at atmosfæren fungerer som kjølekappen på en motor - den tar opp varmen (fra Ekvator under solen) og frakter den av gårde til radiatoren (polene, nattsiden) der den kan avkjøles.
 
Det som mangler i analogien er selvfølgelig havet - verdens klimamaskin nr. 1. Det er i grunnen fantastisk, når man tenker over det, at en promillegass i atmosfæren skulle kunne overstyre dette enorme maskineriet, herunder den delen av havet som til enhver til befinner seg i atmosfæren.

[Obelix]

Jepp. Ser ut til at du har hatt rett hele tiden, Obelix, og når jeg leser denne og andre versjoner/forklaringer av 2. hovedsetning, blir jeg sittende og ta meg i å lure på hvorfor det i det hele tatt finnes en AGW-debatt.

Ja, det lurer jeg på og. Sannheten er vel at dette med klimabløffen er noe som opportunister unytter for egen vinning, enten det er "vannmeloner" (mennesker med (mørke)rød politisk oppfatning) eller motsatsen, de få ekstremt rike menneskene og firmaene/thrustene som benytter seg av "vannmelonene" sitt ivrige engasjement til å gjøre våres hverdager mye dyrere. Og ikke minst gjøre livene så og si ulevelige for den ene milliarden av mennesker som lever nå i den ytterste fattigdommen. Disse to motpolene har funnet hverandre i en uhellig allianse hvor klimasaken ikke er målet, men kun et vertøy de bruker på veien til deres respektive mål.

Nå har jeg begynt å lage ei liste over "skeptikere" som mer enn en gang har uttalt at økt atmosfærisk innhold av CO2 gjør det varmere i både troposfære og hav. Greit å holde oversikten.

Bra! Vi trenger å vite hvem som er får i klovnedrakter.      (forklaring hvis noen ikke skjønner: variant av 'ulv i fåreklær')

Jeg holder på den forklaringen jeg ga av Roy Spencer som fordampet in situ da han var ute med IR-apparatet sitt for å "bevise" tilbakestråling. Med alt han kan måle slik tilbakestråling fra, ville han fordampet på et nanosekund med en gang han stakk hodet ut av døra. Inventaret i huset hans ville i seg selv gitt ham et rimelig solbrent oppsyn.

Ha ha ha ha....   

[Obelix]

Hm, noen som vet hva som er den mest effektive måten å varme opp en gassblanding - bestående av ca 79 % N2, ca. 20 % O2, ca. 1 % argon og noen promiller med små sporgasser, herunder 0,4 promille CO2 - på?

Atombombe-eksplosjon. Bortsett fra det, solstråler direkte fra sola, hvor UV er en viktig bestandel.

Vil denne blandingen mest effektivt bli varmet opp via varmeledning (konduksjon) på grunn av kontakt med en fast eller flytende overflate, eller via infrarød stråling med visse bølgelengder? Erfaringen fra (reelle) drivhus tyder på det første?

Glem ikke UV-strålene. De er de mest høy-potente strålene. Dernest så er infrarøde stråler delt opp i flere undergrupper, hvor NIR og SWIR har høyere foton-energi enn LWIR. Sistnevnte med bølgelengder på pluss minus 10 mikrometer som har langt lavere energiinnhold enn de andre strålene, og klarer ikke penetrere dypere inn i legemere med mer enn folkelig sagt - et tusendel av et fluefittehår.

Jeg holder en liten knapp på min enkle analogi om at atmosfæren fungerer som kjølekappen på en motor - den tar opp varmen (fra Ekvator under solen) og frakter den av gårde til radiatoren (polene, nattsiden) der den kan avkjøles.

Den analogien er ikke dum, den nei!   

Det som mangler i analogien er selvfølgelig havet - verdens klimamaskin nr. 1. Det er i grunnen fantastisk, når man tenker over det, at en promillegass i atmosfæren skulle kunne overstyre dette enorme maskineriet, herunder den delen av havet som til enhver til befinner seg i atmosfæren.

På jorden så er havet verdens klimamaskin nr.1, ja!  Men før i løypa, sett i et større bilde er det selvsagt sola som er en viktig maskin, og deretter jordens diverse bevegelser, så som den varierende banen rundt sola, jordens helningsvinkel, og ikke minst jordens rotasjon om egen akse. Men jeg er selvsagt enig med deg Bebben! Det er fantastisk å tenke på at klimarøyslas ville tro går ut på at det uskyldige CO2-molekylet med en andel i atmosfæren på latterlig lave 390 ppm skal på noen som helst måte kunne overstyre de større 'maskinene'! Det bare viser at klimarøysla mer enn gjerne bytter bort sunn fornuft for populære dogmer. Og disse skal vi høre på??? - Hæææ? Come an.....  Nei, vi realister vi for bare fortsette våres opplysningsvirke   

[Brattbakkallen]

Jostemikk: 

Dette er et sitat fra Energi Norge.no, og hvis noen finner feil med denne versjonen, vær snill å fortell hva som er galt, og hva som er korrekt forståelse.

Sitat

 Enhver form for energi kan i sin helhet omdannes til varme, men når varmeenergi omdannes til andre energiformer, kan den aldri bli fullstendig omdannet. Noe av den vil alltid bestå som varme. Dette er hovedinnholdet i termodynamikkens andre hovedsetning. Når energi benyttes til å utføre et arbeid,  «degraderes» den. Fysikerne sier at entropien øker. Termodynamikkens 2. hovedsetning - loven om stadig økende entropi - slår fast, at all energi som omformes, til slutt ender opp i naturen som varme i finfordelt og uordnet form. Loven fastslår også, at varmeenergi kun kan spre seg av seg selv fra et varmere til et kaldere sted og ikke omvendt. Alle temperaturforskjeller tilstreber en utjevning, ved at varme strømmer fra et område med høy temperatur til et område med lavere temperatur. Når all energi er blitt forvandlet til finfordelt varmeenergi, og alle temperaturforskjeller er utjevnet, er entropien blitt maksimal. Da kan energien ikke lenger nyttiggjøres til for eksempel å drive en maskin. Entropien gir altså et mål på hvor stor mulighet vi har til å utnytte en bestemt energimengde. Lav entropi betyr høy arbeidsevne, mens høy entropi betyr lav arbeidsevne.

Pussig gitt. Det du siterer her har da vært kjent i "ælle år", men fører til voldsomme debatter innimellom. Kan det ha noe med at man ikke helt legger de samme betydningene i enkelte helt sentrale fysiske begreper, samtidig som klima er et kaotisk og komplekst system?

Jeg var inne på tanken om å lage et innlegg hvor jeg brukte et veldig forenklet mekanisk system for å få på plass visse sentrale begreper innen fysikken, men droppet det.
Jeg syntes det så for banalt ut.

Jeg må imidlertid få lov til å  ta tak i begrepet entropi. Jeg har pleid å oversette det med "grad av uorden" og naturen tilstreber altså en økende grad av uorden = økende entropi.
Termodynamikkens 2. hovedsetning, altså.

(Hiver du en blyant i været, så blir den liggende langflat langt oftere enn å bli stående på høykant( = høy orden i et tyngdefelt kontra om den ligger paddeflat.) )

Tillat en liten fleip: På mitt skrivebord er det til tider veldig høy entropi. 

Jeg ser det er kommet flere fine innlegg her på denne tråden nå, så jeg avslutter med det jeg ser som det essensielle: Den knøttlille biten CO₂ som vi mennesker bidrar med, kan da umulig føre til at naturen går "bananas"?
 

BBK

[Jostemikk]

BBK, jeg mistenker meg selv for å ha høy entropi i hodet.

Bebben, kjølesystemet til en bil er en god måte å forklare prosessen på, og atmosfærens CO2-innhold som motor for havet en minst like godt måte å beskrive det uhørte på, nesten noe i linje med at det er hodelusa som holder et menneske på beina. Slipper luseklørne taket, så klapper personen sammen som en tomsekk.

Jeg startet denne tråden for ikke å rote ned tråden der det debatteres molekylopphisselse og re-emitering, samt å forsøke skaffe meg selv en bedre forståelse for hva som skjer i virkelighetens verden angående termodynamikk.

La oss ta en titt på hva FNs klimapanel har å si om hvordan drivhuseffekten virker.

http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/faq-1-3.html

What is the Greenhouse Effect?

The Sun powers Earth’s climate, radiating energy at very short wavelengths, predominately in the visible or near-visible (e.g., ultraviolet) part of the spectrum. Roughly one-third of the solar energy that reaches the top of Earth’s atmosphere is reflected directly back to space. The remaining two-thirds is absorbed by the surface and, to a lesser extent, by the atmosphere. To balance the absorbed incoming energy, the Earth must, on average, radiate the same amount of energy back to space. Because the Earth is much colder than the Sun, it radiates at much longer wavelengths, primarily in the infrared part of the spectrum (see Figure 1). Much of this thermal radiation emitted by the land and ocean is absorbed by the atmosphere, including clouds, and reradiated back to Earth. This is called the greenhouse effect. The glass walls in a greenhouse reduce airflow and increase the temperature of the air inside. Analogously, but through a different physical process, the Earth’s greenhouse effect warms the surface of the planet. Without the natural greenhouse effect, the average temperature at Earth’s surface would be below the freezing point of water. Thus, Earth’s natural greenhouse effect makes life as we know it possible. However, human activities, primarily the burning of fossil fuels and clearing of forests, have greatly intensified the natural greenhouse effect, causing global warming.

Analogously, but through a different physical process, the Earth’s greenhouse effect warms the surface of the planet.

Der står det igjen. Det samme jeg lager liste over hvem som har nevnt minst to ganger, at drivhuseffekten varmer bakken/jordoverflaten.

However, human activities, primarily the burning of fossil fuels and clearing of forests, have greatly intensified the natural greenhouse effect, causing global warming.

Som Bebben skrev i sitt innlegg, så starter hele spetakkelet med IR-stråling (sola selv sender ørlite i IR-spekteret, men det får bli en annen sak, en annen gang) ved at sola varmer jordas overflate. Denne varmen sendes fra bakken til atmosfæren som IR-stråling, og de såkalte drivhusgassene absorberer denne strålingen, og sender den videre i alle retninger, også tilbake mot bakken. Mer om hvordan denne energifordelingen fra blant annet CO2-molekylet foregår, og også en del mer om det jeg tar opp i dette innlegget, kan leses i disse trådene:

Om å gjøre jordoverflaten varmere ved atmosfærisk 'tilbakestråling'
Warming by the Sun or by the Atmosphere ...?
IR-fotoner fra atmosfæren

Det FNs klimapanel sier er at kilden, i dette tilfellet overflaten, blir varmet opp av det den har varmet opp, atmosfæren. Den kaldere atmosfæren gjør temperaturen til den varmere bakken enda varmere. Husk at klimapanelets forklaring ikke sier energi, de bruker ordet varme. Vi tar en titt på termodynamikkens 2. hovedsetning en gang til.

Loven fastslår også, at varmeenergi kun kan spre seg av seg selv fra et varmere til et kaldere sted og ikke omvendt. Alle temperaturforskjeller tilstreber en utjevning, ved at varme strømmer fra et område med høy temperatur til et område med lavere temperatur.

Klimapanelet opererer med en annen versjon av termodynamikkens 2. hovedsetning enn den andre må forholde seg til, og de gjør det uten en gang å legge ut opplysninger om at det finnes en annen versjon. En med forbehold tilpasset klimapanelets oppfatning, godkjent av fysikere og lærebokforfattere som en ny og bedre fysikkforståelse.

Er noen her på Klimaforskning så heldige å ha en av disse nye lærebøkene, slik at dere kan sitere disse nye forbeholdene? Et eller annet sted må disse reviderte utgavene av termodynamikkens virkemåter nemlig finnes, for også vårt eget klimasenter CICERO har tydeligvis et eksemplar:

Hvordan fungerer drivhuseffekten?

Besvart av Ragnhild Bieltvedt Skeie 26.08.2008

Spørsmål:
Det påstås at CO2 danner et teppe (umulig?) som hindrer varmen å sirkulere ut. Hvordan fungerer dette "teppet?", og hvorfor sperrer ikke det samme teppet for varme på vei inn mot jorden?

Svar:
CO2 er blandet sammen med de andre luftmolekylene, så det er ikke et teppe i bokstavlig forstand. Men CO2 er en drivhusgass, det vil si at den absorberer varmestråling (langbølget stråling) fra jorda og sender noe tilbake mot jorda igjen (det gir oppvarming). Men solstråler (kortbølget stråling) slipper CO2 uhindret igjennom.

Der er det igjen. Det kaldere objektet (atmosfæren) fører til oppvarming av kilden for sin egen temperatur (overflaten som er varmet av sola).

Et argument brukt i uendelige repriser for å forsvare "oppvarmende" effekten av tilbakestråling

Et molekyl kan ikke vite temperaturen på det objektet det re-emiterer sin energi mot, og derfor foregår det tilbakestråling av energi fra et kaldere objekt til et varmere objekt hele tiden.

Energi er ikke bestandig det samme som varme, og tilførsel av mindre energi fra et objekt til et objekt med høyere energi tilfører ikke nødvendigvis det siste mer energi. Det blir nesten som å si at en VW Polo som frontkolliderer med en fullastet tømmerbil tilfører tømmerbilen mer framdrift. Ikke motsatt vei heller. Ta en kransekakeform (halvåpen ring) og bruk to klinkekuler. Plasser kulene overfor hverandre i forma, og knips til den ene slik at den ruller en halv runde og klinker til den andre. Disse kulene vil ikke fortsette å fly rundt og klinke til hverandre og øke hverandres energi/hastighet. Slikt heter perpetuum mobile. Obelix nevner dette som forringelse av, eller tap av energi for hver overføring. Når all energi er blitt forvandlet til finfordelt varmeenergi, og alle temperaturforskjeller er utjevnet, er entropien blitt maksimal. Da kan energien ikke lenger nyttiggjøres til for eksempel å drive en maskin.

AGWere som Anthony Watts og Judith Curry har i debatter på egne blogger påstått at ikke noe ved klimapanelets beskrivelse av drivhuseffekten og økningen av denne gjennom utslipp av antropogene gasser i atmosfæren bryter ved termodynamikkens 2. hovedsetning. Det jeg sliter med angående dette, er at pr. dags dato har ingen av dem forklart hvorfor det ikke bryter med termodynamikkens 2. hovedsetning. I hvertfall ikke som jeg har sett/forstått.

Kan ikke noen som besitter reell kunnskap om alt dette skrive litt om det? Da mener jeg direkte relatert til termodynamikkens 2. hovedsetning. Selv bare synser jeg meg framover mens jeg skriver, i all hovedsak for å forsøke forstå det bedre selv.

Trenger ikke mainstream klimaforskning bry seg om termodynamikkens 2. hovedsetning, (frikort fra reell og allmenn fysikkforståelse) eller blir den dårlig forklart de stedene jeg har funnet på Internett? Wikipedia nevner bare så vidt den 2. hovedsetningen, noe som kan tyde på at den er lite populær i AGW-kretser, som ellers er kjent for å nedlesse Wikipedia med AGW-propaganda:

Termodynamikkens andre hovedsetning
Fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Termodynamikkens andre hovedsetning sier at varme overføres alltid fra et sted med høy temperatur til et sted med lavere temperatur, aldri omvendt.

Det finnes også andre formuleringer av 2. hovedsetning. En av dem går ut på at entropien i et lukket termodynamisk system (isolert system) kan aldri avta. En annen formulering er denne: Entropien kan ikke minke for noen spontan prosess. Ifølge dette er entropien altså nødt til alltid å øke, til evig tid. En tilstandsendring er en irreversibel prosess – forbrenning av ved kan ikke gå motsatt vei slik at vi får veden tilbake.

Jeg klarer rett og slett ikke finne den utgaven Anthony Watts, Roy Spencer og Judith Curry bruker.

[Obelix]

BBK og Jostemikk, basert på en variant av definisjonen på entropi, så istemmer jeg. Det forefinnes høy grad av entropi hos meg og   

Ut ifra hva BBk skrev i innlegget med nummer 6:  "Jeg må imidlertid få lov til å  ta tak i begrepet entropi. Jeg har pleid å oversette det med "grad av uorden" og naturen tilstreber altså en økende grad av uorden = økende entropi. Termodynamikkens 2. hovedsetning, altså."
så er det naturlig å anta at BBK deler Wikipedia's variant av definisjon av "entropi"  --> http://no.wikipedia.org/wiki/Entropi
Fra wikipedia:

Entropi er en ekstensiv tilstandsvariabel innen termodynamikken. Entropi er et mål på graden av uorden i et termodynamisk system. Økende entropi betyr økende uorden, hvilket innebærer at mengden energi som er av en slik form at den kan utnyttes til nyttig arbeid, minker.
Ifølge termodynamikkens 2. lov er spontane prosesser som minker entropien i et isolert system umulige. Det vil si at for isolerte system — og i universet som helhet — vil entropien enten være konstant eller øke for hver energiomsetning som skjer i systemet. I videreføringen av dette resonnementet virker det som om universet uunngåelig nærmer seg en sluttilstand med maksimal entropi og ingen mulige termodynamiske prosesser. Dette scenariet omtales som varmedøden.

Men ser vi på hva Store Norske Leksikon definerer "entropi" så ser vi en litt annnen variant -->  http://snl.no/entropi
Fra SNL:

Entropi (symbol S) er en tilstandsfunksjon for et system. Hvis to reservoarer for indre energi har forskjellig temperatur og kommer i kontakt med hverandre, får man en energitransport fra det varmeste til det kaldeste reservoaret. Denne energitransporten kalles varme. Ved en slik prosess vil begge reservoarene endre entropi. Entropiendringen er definert som avgitt eller mottatt varme dividert med reservoarets absolutte temperatur. Hvis varmen Q går ut av det varmeste reservoaret, som har temperaturen T1, får det et entropitap ΔS1 = Q/T1. Samme varmen Q går inn i det kaldeste reservoaret, som har temperaturen T2, og dette får da en entropiøkning ΔS2 = Q/T2. Siden T1 er større enn T2, blir entropiøkningen til reservoaret som mottar varme, større enn entropiminskingen til resevoaret som avgir varme. Det blir derfor en økning i den totale entropi. Siden varme i alle naturlige prosesser alltid går fra steder med høyere temperatur til steder med lavere temperatur, og ikke omvendt, vil alle varmeoverføringer føre til stadig økende entropi i universet. Dette kalles varmelærens 2. lov. Ifølge denne loven eksisterer ingen fysiske prosesser som kan gjøre at entropien til isolerte systemer avtar.   [...]

Det knytter seg betydelig filosofisk interesse til varmelærens 2. lov fordi den gir uttrykk for at alle termodynamiske prosesser medfører en temperaturutjevning. Disse prosessene må derfor opphøre når temperaturen alle steder er blitt den samme, dvs. når entropien har nådd sitt maksimum (varmedød). Det er også fremsatt en rekke hypoteser om prosesser hvor varmelærens 2. lov ikke skulle gjelde. Bl.a. har man tenkt seg at biologiske prosesser kunne bryte med setningen, men man har til nå ingen grunn for en slik antagelse.

Vel, her er to varianter over samme sak. Jeg markerte "isolerte systemer for en grunn. Og det som jeg synes er merkelig er at ikke klima-alarmistene tar tak i det markerte. De burde jo da innvende at jordsystemet (jorden + atmosfæren) IKKE er et lukket system.  Men de gjør ikke det!!!  Skal jeg tippe, er det fordi det vil rive vekk teppet under føttene deres med hensyn til den overordnede troen om at jordsystemet er som et lukket drivhus, derav "drivhus-teorien".

Men jordsystemet er ikke som et lukket drivhus. Analogien er helt feil. Et drivhus har tak som hindrer at gassene med varmen (kinetisk energi) kan forsvinne oppover, over drivhustaket. Men, det har ikke jordsystemet. Ikke noe glassak i det hele tatt. Derfor vil et scenarie beskrevet som "varmedød" (at vi får isende kald temperatur som i verdensrommet) ikke inntreffe siden den lavpotente energien/varmen i jordsystemet IKKE har noe glasstak som fanger den inne.  Og i og med at vi har et jordsystem uten glasstak, så får vi også  inn i vårt jordsystem mer høypotent energi/varme. Pluss at vi hele tiden blir bombadert med små meteoritter. Til nå har jeg ikke hørt at glasstaket over oss har blitt knust av meteoritter, og jeg har heller ikke registrert regnende glassbiter nedover oss. Hmmmm???

[Brattbakkallen]

Obelix skrev bl. a. : 

Vel, her er to varianter over samme sak. Jeg markerte "isolerte systemer for en grunn. Og det som jeg synes er merkelig er at ikke klima-alarmistene tar tak i det markerte. De burde jo da innvende at jordsystemet (jorden + atmosfæren) IKKE er et lukket system

Det der med forskjellen mellom et isolert system kontra et som ikke er det, er det viktig at vi får understreket.  Her ligger nok mye av forklaringen på at man ofte misforstår og prater forbi hverandre når det er snakk om drivhuseffekter og varmelæras hovedsetninger osv.

Begrepet lukket system ble brukt da jeg begynte å lære om disse sakene. Et lukket system er altså et system hvor det ikke kommer noen energi inn utenfra eller flyter noe energi ut innenfra. Jorda med tilhørende atmosfære er altså absolutt ikke noe lukket system. (Sola sender energi inn og jord/atmosfæresystemet sender varmestråler ut til verdensrommet. Der er vel de fleste av oss enige, tenker jeg. 

Likeledes at varmelæras 1. hovedsetning kan formuleres slik: "Energiens sum i et lukket system er konstant".

Varmelæras 2. hovedsetning: "I et lukket system vil entropien (graden av uorden) øke, aldri minke".

Disse to setningene til sammen sier altså at når et lukket system blir overlatt til seg selv, så vil all energi som til å begynne med ble puttet inn der uansett hvor høy grad av orden som rådet, etterhvert bli til varme = uorden. (Men selve energimengden (antall Joule) forandrer seg altså ikke selv om energien "skifter ham". Slik er nå en gang naturen tydeligvis innrettet, ser det ut til.)

Et legeme med lav temperatur kan altså ikke varme opp et med høyere temperatur.

Men hva mener vi med begrepet "legeme", da?   I f.eks en isblokk som måles til en temp på noen kuldegrader så vil ikke alle molekylene ha samme kinetiske energi eller temperatur. Noen av dem vil faktisk ha høyere energi enn enkelte molekyler i f. eks. en viss mengde flytende vann  som vi inneslutter inne i et lukket system sammen med isblokken.

Dermed er det ikke nødvendigvis noe brudd på varmelæras 2. hovedsetning at det kan skje litt energiutveksling begge veger, på mikroplan, men altså: Isblokk og flytende vann vil til slutt ende opp med å "Ligge mest mulig like urøddig". Maks entropi altså.

En liten egotripp:

Jeg pleide i sin tid å forsøke å forklare i klasser jeg hadde i fysikk hva jeg mente med et lukket system, ved å skru fra hverandre en gammeldags termosflaske med en slik "dobbeltvegget-glassflaske-med-blanke-vegger-og vakuum-imellom - sak" inne i seg. (Beklager vanskelige faguttrykk  )

Jeg forklarte at de blanke veggene var et forsøk på å forhindre energi i å unnslippe fra det som befant seg inni flaska ved stråling. De to andre mulighetene for varmetransport ble altså forsøkt forklart med at denne dobbeltflaska faktisk hadde en kork (ingen konveksjon) og at vakuumet mellom glassveggene forsøkte å forhindret konduksjon. (Merkelig nok var det denne lille glasstuppen nederst i glassflaska - som ble dannet når man sugde ut luft fra mellom glassveggene og så smeltet igjen- som gjorde størst inntrykk og festet seg seg hos de fleste.     )

Kan jeg så helt til slutt få anbefale ei knakandes god populærvitenskapelig bok som kan pirre fantasien og øke lysten til å lære mer? : George Gamows "One ,Two Three... Infinity.
Jeg kjøpte min første utgave fra 1947 på Tapir ved NTH i 1964 og har aldri angret.

Nå har jeg nettopp kjøpt en nyere utgave (copyright renewed 1974 by Barbara Gamow.)

Takk til Obelix forresten, som tok opp et viktig begrep og dermed trigget meg til all denne skrivingen.

 


BBK

(Jeg har forsøkt å uttrykke meg litt klarere i et par redigeringer, nå. )

[P. Tuvnes]

Etter å ha blitt gjort oppmerksom på prof. Claes Johnson, KTH, og hans analyser så må jeg innrømme at jeg er blitt meget fasinert av karen.  Han stiller spørsmål og svarer på ting andre har lurt på lenge, bl.a. virkning av "backradiation" fra "klimagasser, saker Einstein og Planck ikke var fortrolige med og også hva er entropi.  For meg virker mange av hans analyser fornuftige.  En årsak til at noen fenomen ikke kunne forklares godt tidligere var mangel på matematisk beskrivelse og ikke minst regnekraft i datamaskiner som vi har nå.  Hjemmeside:
http://claesjohnson.blogspot.no/

Johnson har lagt ut mange bøker, og jeg har forsøkt å lese noen.  Forklaringene er gode, men matematikken går over mitt hode.

Entropi og termodynamikkens 2. hovedsetning har han omarbeidet her:
http://claesjohnson.blogspot.no/search/label/2nd%20law%20of%20thermodynamics

For meg virker det plausibelt og jeg er spent på kommentarer på dette kunnskapsrike forum.

[Jostemikk]

Takk for linker og betraktninger, Tuvnes. Det er mye jeg sliter med angående termodynamikkens 2. hovedsetning, og det er tydelig at fysikere og matematikere har diskutert heftig i 150 år. For mange synes eneste enighet å være enigheten om å være uenige. Her er et kjent eksempel:

Maxwell's demon

From Wikipedia, the free encyclopedia

Origin and history of the idea

The thought experiment first appeared in a letter Maxwell wrote to Peter Guthrie Tait on 11 December 1867. It appeared again in a letter to John William Strutt in 1871, before it was presented to the public in Maxwell's 1872 book on thermodynamics titled Theory of Heat.

In his letters and books, Maxwell described the agent opening the door between the chambers as a "finite being". William Thomson (Lord Kelvin) was the first to use the word "demon" for Maxwell's concept, in the journal Nature in 1874, and implied that he intended the mediating, rather than malevolent, connotation of the word.

Original thought experiment

The second law of thermodynamics ensures (through statistical probability) that two bodies of different temperature, when brought into contact with each other and isolated from the rest of the Universe, will evolve to a thermodynamic equilibrium in which both bodies have approximately the same temperature. The second law is also expressed as the assertion that in an isolated system, entropy never decreases.

Maxwell conceived a thought experiment as a way of furthering the understanding of the second law. His description of the experiment is as follows:

... if we conceive of a being whose faculties are so sharpened that he can follow every molecule in its course, such a being, whose attributes are as essentially finite as our own, would be able to do what is impossible to us. For we have seen that molecules in a vessel full of air at uniform temperature are moving with velocities by no means uniform, though the mean velocity of any great number of them, arbitrarily selected, is almost exactly uniform. Now let us suppose that such a vessel is divided into two portions, A and B, by a division in which there is a small hole, and that a being, who can see the individual molecules, opens and closes this hole, so as to allow only the swifter molecules to pass from A to B, and only the slower molecules to pass from B to A. He will thus, without expenditure of work, raise the temperature of B and lower that of A, in contradiction to the second law of thermodynamics...

In other words, Maxwell imagines one container divided into two parts, A and B. Both parts are filled with the same gas at equal temperatures and placed next to each other. Observing the molecules on both sides, an imaginary demon guards a trapdoor between the two parts. When a faster-than-average molecule from A flies towards the trapdoor, the demon opens it, and the molecule will fly from A to B. Likewise, when a slower-than-average molecule from B flies towards the trapdoor, the demon will let it pass from B to A. The average speed of the molecules in B will have increased while in A they will have slowed down on average. Since average molecular speed corresponds to temperature, the temperature decreases in A and increases in B, contrary to the second law of thermodynamics.



Note that the demon must allow molecules to pass in both directions in order to produce only a temperature difference; one-way passage only of faster-than-average molecules from A to B will cause higher temperature and pressure to develop on the B side. In fact, because temperature and pressure are related, if A and B both contain the same numbers of molecule per unit volume, the one with the higher temperature will also have higher pressure; the demon must actually let more slow molecules pass from B to A than fast ones pass from A to B in order to make B hotter at the same pressure. Indeed, by regulating the number of molecules passed in each direction, the demon could achieve a pressure difference instead of a temperature difference, or any combination of temperature and pressure differences (possibly including lower pressure on the higher temperature side, depending on the variance in the speeds of the molecules).

[Brattbakkallen]

P. Tuvnes i # 10 (Sitat fra Claes Johnson) :

The 2nd Law of Thermodynamics has remained as a main mystery of physics ever since it was first formulated by Clausius in 1865 as non-decrease of entropy, despite major efforts by mathematical physicists to give it a rational understandable meaning.

The view today is, based on the work by Ludwig Boltzmann, that the 2nd Law is a statistical law expressing a lack of precise human knowledge of microscopic physics, rather than a physical law independent of human observation and measurement. This view prepared the statistical interpretation of quantum mechanics as the basis of modern physics.

Modern physics is thus focussed on human observation of realities, while classical physics concerns realities independent of human observation. To involve the observer into the observed makes physics subjective which means a depart from the essence of physics of objectivity.

Les Heisenbergs usikkerhetsrelasjon og bli klok/enda mer forvirret. (Styk det som ikke passer) 

Videre sitteres Lubos Motl:

PS2 Lubos refers to Bohr's view of physics:

There is no quantum world. There is only an abstract physical description. It is wrong to think that the task of physics is to find out how nature is. Physics concerns what we can say about nature...

Når vi undersøker et system for å finne ut "hvordan det egentlig er", så påvirker vi altså systemet i og med at vi undersøker. Det beste vi kan gjøre, er altså å si noe om hvordan systemet ser ut til å te seg når vi undersøker.

Takker P. Tuvnes og Jostemikk for tankevekkende og interessante bidrag.



BBK

[Jostemikk]

Som Bebben skrev i sitt innlegg, så starter hele spetakkelet med IR-stråling (sola selv sender ørlite i IR-spekteret, men det får bli en annen sak, en annen gang) ved at sola varmer jordas overflate.

I sitatet over skrev jeg følgende i parentes: sola selv sender ørlite i IR-spekteret, men det får bli en annen sak, en annen gang

Ørlite og ørlite fru Blom.

Engelsk Wikipedia om Infrared:

Infrared
From Wikipedia, the free encyclopedia

Infrared (IR) light is electromagnetic radiation with longer wavelengths than those of visible light, extending from the nominal red edge of the visible spectrum at 0.74 micrometres (µm) to 0.3 mm. This range of wavelengths corresponds to a frequency range of approximately 430 down to 1 THz, and includes most of the thermal radiation emitted by objects near room temperature. Infrared light is emitted or absorbed by molecules when they change their rotational-vibrational movements. The existence of infrared radiation was first discovered in 1800 by astronomer William Herschel.

Much of the energy from the Sun arrives on Earth in the form of infrared radiation. Sunlight at zenith provides an irradiance of just over 1 kilowatt per square meter at sea level. Of this energy, 527 watts is infrared radiation, 445 watts is visible light, and 32 watts is ultraviolet radiation.

Over halvparten av strålingen sola treffer jorda med er innenfor bredspektret varmestråling. Dette får meg til å tenke på påstanden om at CO2 i atmosfæren er stort sett fullstendig gjennomskinnelig for solstrålene, eller som CICERO skriver det på sin hjemmeside, Klimagassene (også kalt drivhusgasser) og skyer har den egenskapen at de slipper gjennom inngående solstråling relativt uhindret, mens de absorberer utgående varmestråling fra jorda.

Alt dette får mer til å måtte stille et spørsmål. Er det langbølgestråling eller kortbølgestråling som får oss til å bli glovarme i sola om sommeren? Synlig lys er godt å ha for å se veien foran seg når man kjører bil om natta, men det smelter lite brøytekant. Varmen i det systemet kommer i form av IR fra lyspæra.

[Obelix]

Når det gjelder UV-stråling og IR-stråling inn til jorden så er det flere ting å tenke på. Aller først, jeg viser til denne siden: http://klimarealistene.com/AbsorbsjonLangerud.html  Der ser vi at innkommende solstråler er i venstre del av grafen, fremstilt logaritmisk og utgående stråler til høyre, fremstilt linjært.

Så må vi ha in mente det som fremkommer i wiki-siden om strålene, og tenker spesielt på de 2 tabellene om fotonenergien: http://en.wikipedia.org/wiki/Infrared  Enkelt sagt så er "1000 stykk" av UV noe helt annet enn "1000 stykk" av LWIR.

"1000 stykk" med UV med "midtverdien" ca. 62000 eV. "1000 stykk" med LWIR med "midtverdien er ca. 115000 milli-eV = 115 eV

Og det er også store forskjeller internt i IR-spekteret, fra NIR og hele veieen til FIR.  Denne forskjellen er det viktig å være klar over. NIR har mer foton-energi og kan bli absorbert av H20, noe LWIR ikke kan. Og det er i klimasammenhenegn LWIR som er det interesante for det er det CO2 absorberer og re-emitterer de strålene som klima-alarmistene mener kan skape global oppvarming.

Jostemikk:

Alt dette får mer til å måtte stille et spørsmål. Er det langbølgestråling eller kortbølgestråling som får oss til å bli glovarme i sola om sommeren?

Det som gjør oss varme og brune i huden er selvsagt UV-strålene.  LWIR klarer ikke penetrere inn i noe legeme lenger inn enn ca. 10 mikrometer, altså ikke lenger enn de døde hudcellene øverst i huden våres.

Det er og blir forskjell mellom UV og IR, og denne er betydelig med hensyn til fotonenergien. Og det er også betydelige forskjeller intert i IR-spekteret og. Denne forskjellen forsøker selvsagt Cicero og bl.a.Rasmus Benestad å maskere vekk ved å snakke om alle IR-strålene som om det var det samme. Men, det er og blir en uredelig måte å flytte fokuset vekk fra hvor svake strålene er, de som CO2 re-emitterer! Og det er dette som er en del av hele kjernen i å påpeke hvor feil hele klimamyten er. Jamfør hva som er skrevet om termodynamikkens 2. lov her i dette forumet, og "cut off"-frekvensene.