Physik Forum

[gauner]

Hallo liebe Physiker!

Mir geht es um ein kleines Gedankenexperiment. Ich möchte gerne eine Banane ins schwerelose Vakuum aussetzen. Das Vakuum ist von einem Würfel begrenzt (1 m³), der kein Licht einlässt. Nun ist die Frage: Was passiert mit der Temperatur der Banane. Ich glaube, dass sie nur geringfügig von der ursprünglichen Raumtemperatur, die sie beim Beginn des Experimentes hatte, abweicht, da sich vielleicht ein paar Staubteile auf der Oberfläche lösen, doch sie im Großen und Ganzen ihre Temperatur halten kann. Mein Gegenspieler jedoch meint, dass die Temperatur der Banane blitzschnell auf fast 0 Kelvin sinken wird.

Wer hat recht?

[GvC]

Im Vakuum gibts weder Konvektion noch Wärmeleitung, bleibt nur Strahlung übrig. Die Wärmeübertragung per Strahlung hängt nun von den Strahlungskoeffizienten der Wände und der Banane ab, ebenso von der Wärmekapazität der Wände und der Banane, vor allem aber von der Temperatur der Banane und der der Wände. All diese Parameter sind unbekannt, oder Du hast sie uns nicht gesagt.

[gauner]

Ja da kenne ich mich nicht so aus. Was meint denn ihr? Ihr kennt doch eine Banane, oder?

[Fritz]

Ich würde sagen, dass sich die Temperatur der Banane bei der gegebenen Fragestellung nicht sehr verändern würde. Der Umgebende Körper hat ja auch etwa Zimmertemperatur, deshalb wird in Summe nicht viel Strahlungswärme zwischen Banane und Umwelt ausgetauscht werden. Im Weltraum wäre das wohl anders, da die einstrahlende Leistung sehr gering ist würde die Banane recht schnell abkühlen und sich irgendwo bei etwa 4K als härteste Banane aller Zeiten einpendeln.

Es stellt sich außerdem die Frage ob eine Banane dem geringen Außendruck überhaupt standhalten könnte oder einfach explodieren würde.

mfg Fritz

[gauner]

Der umgebene Körper soll nicht berücksichtigt werden. Ist in der Realität natürlich nicht möglich. In Gedanken aber schon. Er ist nur deshalb da, damit sich die Teile, die sich vielleicht von der Banane lösen, noch in der Nähe bleiben und die Banane vielleicht beeinflussen. Wichtig wäre natürlich zu klären, ob die Banane explodiert. Das würde die Temperatur wohl stark beeinflussen, oder?

[Fritz]

Also im dem Falle dass die Hülle nicht betrachtet werden soll entspricht das wohl eher der Situation Weltraum. Die Banane würde dann innerhalb kurzer Zeit Ihre Wärme abstrahlen und sich dem absoluten Nullpunkt nähern.

Das Wort Explosion ist vielleicht falsch gewählt, das hat nichts mit einem Temperaturanstieg zu tun. Ich wollte damit lediglich zum Ausdruck bringen, dass die Banane ja im normalen Gebrauch vom Luftdruck umschlossen ist und damit auch alle eingeschlossenen evtl Gase und Flüssigkeiten.

Sinkt der Außendruck würden sich eingeschlossene Gase natürlich ausdehnen, auch Flüssigkeiten beginnen zu verdampfen (ohne dass sie dabei wärmer würden!) Diese expandierenden Gase könnten dazu führen dass die Banane sich aufbläht und evtl. aufplatzt. Mit einer richtigen Explosion hat das wohl eher weniger zu tun. Es ist aber auch möglich, dass nichts der gleichen passiert und die Banane einfach wie beschrieben immer kälter wird.

Ich glaube nicht dass das genaue Verhalten von Bananen unter diesen Bedingungen gut erforscht ist.

mfg Firtz

[gauner]

Mit Explosion meinte ich auch nicht, dass die wärmer wird, sondern eher das Gegenteil, weil sie sich ja so schnell ausdehnt.

Meint ihr also, die Bananenschale reißt durch den 1-Bar-Innendruck, wodurch die Banane rasch an Wärme verliert?