Termodynamikkens 2. hovedsetning

[Jostemikk]

Takk for at du setter tråden på sporet igjen, palelnan. Det er et viktig poeng at man både snakker forbi hverandre, samt at det i energioverføring kan være litt ja takk, begge deler. Jeg har sett mange som har sitert fra Wikipedia de siste ukene, og selv anerkjente karer har gått i fella og kun sitert så langt det passer deres eget syn. Skal se om jeg får tid til å legge ut et prakteksempel på dette senere i kveld, og slapp av alle sammen, bommerten er ikke begått av noen av oss her på forumet.

Klarer alle å bli enige om begrepsbruken under debatten om T2, tror jeg mange misforståelser kan unngås i fremtiden. Føler noen kallet, er det bare å liste opp, så får vi se om det er enighet å komme til. Er nok ikke den beste til å gjøre dette selv, og jeg skal dessuten avgårde for å fore myggen en tur. Et forslag har jeg dog, helt på sparket.

Er alle enige om at det er forskjell på å gjøre et termodynamisk system varmere, kontra å bremse varmetap?

[Brattbakkallen]

Hei Palelnan! Det der var et veldig flott innlegg som setter fokus på en del misforståelser/uenigheter bland oss som har skrevet om disse tingene.

Det er nok mulig for et molekyl å absorbere et foton og deretter emittere et foton med nøyaktig samme energi. Dette er det, ut fra det jeg har innabords, teoretisk dekning for innen kvantefysikken. Grunnen til at det heter kvantefysikk har jo med at energien er delt opp i kvanter. Og det klinger dårlig i mine ører at et CO2-molekyl skal kunne absorbere et foton som fører til et kvantesprang (elektron som hopper fra ett skall og ut til neste), for deretter å avgi en eller annen form for energi via å overføre vibrasjoner til et annet molekyl, for deretter å sende ut en lyskvant med lavere energi. Dette betyr at et annet elektron må skifte skall.

Slik jeg leser dette, så setter du fokus på at mange mener at kvantesprang kun blir koblet opp mot elektroners kvantesprang (?)

Det er ikke det det er snakk om her. Det er indre vibrasjoner i disse "drivhus"- molekylenes struktur som skjer i sprang.

Når f.eks. CO₂får seg et spark fra et foton sendt fra jordoverflaten som passer med et trinn opp i indre vibrasjonsenergi, så blir dette fotonet "absorbert". Dette påvirker ikke bevegelsesenergien (temperaturen) til dette molekylet.

Når molekylet i neste omgang kvitter seg igjen med denne energien, så blir det igjen sendt ut et foton med energi nøyaktig lik det som sparket det opp til en høyere indre vibrasjonsenergi og molekylets indre vibrasjonsenergi-nivå går tilbake til der det var før fotonet kom og "sparket" det opp et trinn .

Retningen dette skjer i, er helt "random", så derfor kommer også noe tilbake til der det opprinnelig kom fra, uten at det dermed bringer med seg noen ekstra varmeenergi. Denne mekanismen  fører til en økt isolasjon mot stråling og varmetap fra overflaten.

Vel, dette er teorien bak. Om denne mekanismen har noe å si i praksis i en åpen atmosfære, er høyst diskutabelt.

Selv mener jeg altså at når det er slik at dersom du tar for deg 10 000 atmosfæremolekyler, så er 4 av dem CO₂ , så kan dette umulig ha noen betydning for temperaturen her på jorda. Drivhuseffekt eller ikke.

Har jeg skrevet noe du er uenig i/ usikker på , så post igjen! Jeg tar feil til stadighet, jeg, men er ganske godt bevandret i kvantefysikk, men klimafysikk er det dårligere med.


BBK

[Brattbakkallen]

Jostei #120:

Er alle enige om at det er forskjell på å gjøre et termodynamisk system varmere, kontra å bremse varmetap?

Et nøkkelspørsmål!  Jeg er i hvertfall enig, men som sagt: Om denne effekten når det gjelder stråling har noe å si i praksis, tviler jeg på.
Dette har jeg skrevet flere ganger før. 

BBK

[Zevdo Nym]

Slik jeg leser dette, så setter du fokus på at mange mener at kvantesprang kun blir koblet opp mot elektroners kvantesprang (?)

Det er for så vidt det jeg mener. Kvantesprang betyr for meg først og fremst et elektron som skifter skall.

Det er ikke det det er snakk om her. Det er indre vibrasjoner i disse "drivhus"- molekylenes struktur som skjer i sprang.

Når f.eks. CO₂får seg et spark fra et foton sendt fra jordoverflaten som passer med et trinn opp i indre vibrasjonsenergi, så blir dette fotonet "absorbert". Dette påvirker ikke bevegelsesenergien (temperaturen) til dette molekylet.

Når molekylet i neste omgang kvitter seg igjen med denne energien, så blir det igjen sendt ut et foton med energi nøyaktig lik det som sparket det opp til en høyere indre vibrasjonsenergi og molekylets indre vibrasjonsenergi-nivå går tilbake til der det var før fotonet kom og "sparket" det opp et trinn.

Hvorfor nøyaktig lik? Hvis det ikke handler om elektroner som skifter skall, men vibrasjoner som du sier, hvorfor foregår dette i kvanter også? Hvor kan jeg lese mer om dette?

[Okular]

Den her er fin. Fra kommentator 'Rosco' på Jeff Condons 'The Air Vent':

Here is a simple experiment you can perform [...].

You need an easy to read thermometer and a couple of spotlights – I used 150 Watt ones because they generate a bit of heat.

Record ambient temperature and monitor it during the experiment with a second thermometer.

I placed spotlight 1 so that it heated the thermometer to a consistent 30 degrees C.
I then placed spotlight 2 so that it heated the thermometer to a consistent 36 degrees C.

Using standard climate science I say the thermometer bulb was emitting ~478 Watts per square metre at 303 K – 30 C.
Using standard climate science I say the thermometer bulb was emitting ~517 Watts per square metre at 309 K – 36 C.

Standard climate science says the temperature when both lights are on can be calculated by adding 478 + 517 = 995 Watts per square metre with a Stefan-Boltzmann temperature of ~363 Kelvin or about 90 degrees C.

[...] I'll leave it to those with enough curiousity to find what the final temperature is. [...] The theoretical answer I get using real science agrees with the experimental answer so I claim I can prove I am right.

Dette er jo faktisk måten de opererer på. De finner ut at den utjevnede snittfluksen fra sola til jordoverflaten (165 W/m^2) bare kan varme den opp til -41 grader. Så legger de til 345,6 W/m^2 ned fra atmosfæren samtidig som de fort trekker fra de konvektive fluksene ut igjen (112 W/m^2), slik at sola får netto 'hjelp' fra atmosfæren på 233,6 W/m^2. Denne fluksen kan imidlertid på egenhånd bare varme opp jordoverflaten til -20 grader, så hvordan får man så jordoverflatens snittemperatur opp til drøyt 16 (alle disse tallene er fra 'Stephens et al. 2012')? Jo, man legger simpelthen bare sammen de to separate strålingsfluksene fra oven: solfluksen (-41°C) og atmosfærefluksen (minus de konvektive fluksene!?!) (-20°C). Og vips! så har man (165+233,6=) 398,6 W/m^2 –> 16,4 varme, fine grader.

Ren aritmetikk og Stefan-Boltzmann.

Og dette er ifølge forståsegpåere tung atmosfærefysikk. 'State of the art' vitenskap. Skjønn det den som kan.

Jeg har spurt opptil flere ganger og flere steder, men samtlige alarmister har svart kun vagt og unnvikende på følgende:

"Hvorfor regner dere '165+345,6 - 112' inn og bare '398' ut? De 112 har da ingenting på inn-siden å gjøre i det hele tatt. Ikke noe mer enn det de 398 har. Deres plass i regnskapet er jo vitterlig på ut-siden. Ser man på budsjettet deres, så er det jo helt utvetydig åpenbart at jordoverflaten får en samlet strålingsfluks på (165+345,6=) 510,6 W/m^2 inn og sender (398+112=) 510 W/m^2 ut. Det skulle tilsi en snitttemperatur for jordoverflaten på 35 grader Celsius, det, ikke 16. Kan det ha noe med at dere allerede vet at temperaturen er 16 og ikke 35, og at dere med 16 (289K) som input får en beregnet Stefan-Boltzmann-verdi på 398 og ikke 510 W/m^2, og ergo havner dere i ei lei knipe som man må mikse og trikse for å komme seg ut av?"

Det er virkelig helt ufattelig at slikt som dette får stå uimotsagt.

[Brattbakkallen]

Palelnan:

Hvorfor nøyaktig lik? Hvis det ikke handler om elektroner som skifter skall, men vibrasjoner som du sier, hvorfor foregår dette i kvanter også? Hvor kan jeg lese mer om dette?

Veldig viktig spørsmål. Har du lest svarene som Amateur2 har gitt på tråder som har omhandlet dette? Hvis ikke, så skal jeg forsøke å finne noen referanser som underbygger det jeg påstår på en forståelig måte. Når vi befinner oss på dette energinivået, så foregår alle energioverganger i sprang og ikke via mellomtrinn. Her er det altså snakk om hvordan et molekyl som består av flere atomer kan vibrere internt uten å utveksle energi utad annet enn via kvanter. Jeg skal ikke nekte for at elektronsprang kan være involvert i dette interne vibrasjonsmønsteret , men det elektronsprangene eventuelt absorberer, emiterer de også i nøyaktig like store porsjoner. Den interne svingningsenergien som det opprinnelige kvantet tilførte f.eks CO₂ molekylet kommer altså ut igjen når det hele "roer seg" igjen i like store porsjoner.
Skal du ha litt "tyngre" litteratur om kvantemekanikk, så les f.eks.  Daniel Bohms bok om kvantefysikk.

Jeg mener Amateur2 la ut noen veldig illustrerende  figurer og animasjoner her for en stund siden om det vi prater om her, så jeg skal se om jeg finner igjen dem.

Du stiller skikkelige bra spørsmål her, så jeg håper du får svar. Vi har andre her på forumet som er skikkelig bevandret i kvantefysikk, så kanskje de kan svare deg før jeg får det til?

BBK

[Zevdo Nym]

Jeg sier som Adam Savage: Jeg elsker å ta feil. Skal lese enda mer

[Brattbakkallen]

Palelnan:

eg sier som Adam Savage: Jeg elsker å ta feil. Skal lese enda mer

That's the spirit! Jeg akter også å lese mer!


BBK

[Jostemikk]

Okular, det spørsmålet du stiller der har jeg sett du har stilt, og jeg har sett at de har blitt enten vage eller har forsvunnet. Du kommer aldri til å få svar på det, for det er så pinlig for dem at de egentlig skulle ønske de hadde begynt med noe annet. Plogsliping eller annet fysisk arbeide.

Ellers handler denne tråden om T2, og jeg regner med at ingen gjør et kvantesprang bort fra det faktum? Jeg har etterspurt et akseptert unntak fra T2, et unntak som viser at den er feil, og regner med at det er dette som er målet med leting etter lærebøker og annet?

[Okular]

Okular, det spørsmålet du stiller der har jeg sett du har stilt, og jeg har sett at de har blitt enten vage eller har forsvunnet. Du kommer aldri til å få svar på det, for det er så pinlig for dem at de egentlig skulle ønske de hadde begynt med noe annet. Plogsliping eller annet fysisk arbeide.

Har formulert spørsmålet igjen nå på The Air Vent. Skal bli spennende om jeg får et svar som faktisk forholder seg til det jeg spør om denne gangen ...

Ellers handler denne tråden om T2, og jeg regner med at ingen gjør et kvantesprang bort fra det faktum? Jeg har etterspurt et akseptert unntak fra T2, et unntak som viser at den er feil, og regner med at det er dette som er målet med leting etter lærebøker og annet?

Ja, jeg vet det. Fant ikke noe bedre sted å legge inn kommentaren enn her. Vel, jeg syns nå problemstillingen er temmelig T2-relevant. De mener jo bestemt at 345,6-fluksen ned fra atmosfæren hjelper sola med oppvarmingen av overflaten.

Jeg tror du vet hva jeg mener om det du etterspør. Så jeg har ikke tenkt til å begynne noen læreboksleting. Bortkastet tid. Det unntaket finnes ikke.

[Jostemikk]

Okular, det spørsmålet du stiller der har jeg sett du har stilt, og jeg har sett at de har blitt enten vage eller har forsvunnet. Du kommer aldri til å få svar på det, for det er så pinlig for dem at de egentlig skulle ønske de hadde begynt med noe annet. Plogsliping eller annet fysisk arbeide.

Har formulert spørsmålet igjen nå på The Air Vent. Skal bli spennende om jeg får et svar som faktisk forholder seg til det jeg spør om denne gangen ...

Ellers handler denne tråden om T2, og jeg regner med at ingen gjør et kvantesprang bort fra det faktum? Jeg har etterspurt et akseptert unntak fra T2, et unntak som viser at den er feil, og regner med at det er dette som er målet med leting etter lærebøker og annet?

Ja, jeg vet det. Fant ikke noe bedre sted å legge inn kommentaren enn her. Vel, jeg syns nå problemstillingen er temmelig T2-relevant. De mener jo bestemt at 345,6-fluksen ned fra atmosfæren hjelper sola med oppvarmingen av overflaten.

Jeg tror du vet hva jeg mener om det du etterspør. Så jeg har ikke tenkt til å begynne noen læreboksleting. Bortkastet tid. Det unntaket finnes ikke.

Da skal jeg sannelig følge med på hva som skjer hos Jeff Condon, Okular. Det var et av dine tidligere spørsmål til Condon jeg hadde tenkt å legge inn her for å vise et eksempel på å sitere selektivt fra Wikipedia, samt å stikke fra egen debatt. Er en fryd å følge disse debattene du er med på.

Det du la inn her er så absolutt T2-relevant. Jeg er bare ikke helt sikker på om et par av de andre innleggene er det. Jeg har jo spesifikt bedt om svar på om de vil dokumentere akseptert unntak fra T2 ved hjelp av kvanter og elektroner, og da har jeg aldri fått svar. Det kommer nok denne gang.

[Okular]

Jeg må dessuten innrømme at jeg ikke synes eksitering av elektroner i atomer og molekyler er så veldig relevant for T2. Det er interessant nok i seg selv, men hadde fortjent en egen tråd.

Grunnen til at jeg ikke synes det er spesielt relevant, er at uansett hva som skjer på mikroskopisk plan, så forandrer ikke det termodynamikkens lover: Et kaldere legeme KAN IKKE radiativt gjøre et varmere legeme enda varmere; det kan kun få det til å avkjøles langsommere (eller varmes hurtigere). Det kan aldri tilføre det varme.

Veldig mange alarmister liker ikke den makroskopiske tilnærmelsen til GHE-problematikken, fordi det da står så altfor tydelig fram at ideen er absurd og lovstridig. De er heller tilhengere av den mikroskopiske tilnærmelsen som kvantefysikken og den statistiske mekanikken/termodynamikken gir. For her kan de velge å fokusere på (teoretiske) enkeltfotoner, altså energipakker/kvanter, og spy ut sine hjernedøde og imbesile poenger om at 'Hva skjer med et foton fra et kaldt legeme som absorberes av et varmt? Blir det ikke absorbert, liksom? Tilføres ikke energi? Blir det ikke varmere enn det ville ha vært uten det kalde legemet der?' Osv., osv. Helt meningsløst å skulle forholde seg til. For det forandrer ingenting. Det makroskopiske bildet, som er hva som til syvende og sist gjelder, forandrer seg ikke selv om man prøver å forklare det mikroskopisk. De samme makroskopiske prosessene vi ser skje skjer. Kaldt kan ikke tilføre varme til varmt. Så enkelt er det. Et varmt legeme taper ALLTID (mer eller mindre) av sin indre energi til et kaldt ved å overføre (mer eller mindre) varme til det. Om varme er netto eller ikke betyr i bunn og grunn ingenting for det makroskipske hendelsesforløpet som sådan når to legemer med ulik temperatur settes i termisk kontakt.

[Okular]

Hehe, så svaret ditt først nå, Jostemikk. Kan synes som om vi er enig ...

[Amatør1]

Okular, det spørsmålet du stiller der har jeg sett du har stilt, og jeg har sett at de har blitt enten vage eller har forsvunnet. Du kommer aldri til å få svar på det, for det er så pinlig for dem at de egentlig skulle ønske de hadde begynt med noe annet. Plogsliping eller annet fysisk arbeide.

Har formulert spørsmålet igjen nå på The Air Vent. Skal bli spennende om jeg får et svar som faktisk forholder seg til det jeg spør om denne gangen ...

Hei Okular! Dette skal jeg også følge med på. Kan du legge ut en link til den aktuelle tråden på The Air Vent, så det blir lettere å finne fram?

[Amateur2]

I #131  har Okular flere meget gode poeng som så ofte ellers.

En viktig grunn til også å ta for seg det mikroskopiske er at termodynamikkens hovedsetninger også må gjelde på det området, hvis ikke så er det noe feil med de mikroskopiske modellene og beskrivelsene. Slik det er nå så beytter alarmistene seg av nettopp den mikroskopiske tilnærmingen til å etablere sin pseudofysikk. Dette kan de gjøre fordi det er vanskeligere for "folk flest" å oppdage hvor de lurer oss (og kanskje seg selv også).

De siste forsøkene jeg har gjort på å forfølge dette sporet har imidlertid blitt ødelagt av lite konstruktive kommentarer, så lysten til å starte en egen tråd forsvant. Nå ser jeg at det har skjedd endringer her på forumet som jeg håper bringer den konstruktive debatten tilbake. En debatt hvor det er kunnskapsutvikling og læring som står sentralt.

Jeg tar uansett ferie en periode, men tar med meg en meget sentral artikkel av Albert Einstein: "On the Quantum Theory of Radiation". Jeg har lest litt i den og den ser overkommelig ut, men den krever grundigere studier. Jeg mener denne artikkelen vil være et meget godt utgangspunkt for videre diskusjon av de mikroskopiske forholdene i "drivhuseffekten", inkludert "tilbakestråling" og andre "mystiske" fenomener som alarmistene måtte trekke fram.

Håpet er å kunne avlive hele greia også via en kvantefysisk betraktning som holder mål.

Da ønsker jeg dere god sommer og så blir det kanskje en ny tråd om Kvanteteori, Stråling og Termodynamikk til høsten.