THEMA:

Hallo,

Ich bin ein Wanderfreund.... und beim Wandern kommen einem so einige Gedanken.
Ich versuche mir viele physikalischen Sachverhalte oft bildlich vorzustellen.

Neulich kam mir der Gedanke, auszurechnen, wie man sich die Energiemenge, welche die Erde sekündlich von der Sonne erhält anschaulich vorstellen kann.

Ich stellte mir diese gesamte Energiemenge in einem konzentrierten Energiestrahl von nur einem Quadratkilometer Fläche vor und was für Kräfte dieser Strahl freisetzen könnte.

Ich kam ziemlich schnell ohne komplizierte Formeln zu verwenden zu einem Ergebnis.
Die Lösung kommt mir fast zu einfach vor. ( bin absolut nicht sicher, ob das Ergebnis stimmt).

Darum die Frage. Vielleicht hat jemand Lust einfach mal ein Überprüfung meines Ergebnisses vorzunehmen.

Meinen Rechenweg möchte ich jetzt noch nicht nennen. Vielleicht war er doch zu simpel.

Mein Ergebnis jedenfalls folgendes:

Dieser konzentrierte Energiestrahl wäre in der Lage auf einem Quadratkilometer Fläche sekündlich eine Wassersäule von ca. 7 Meter Höhe ( ein Meter mehr oder weniger nicht so wichtig, da ich Werte gerundet habe ) zu verdampfen.

Also, wenn jemand Lust hat, ich würde mich auf Antworten freuen

Grüße Brooder

Als Grundlage für die Energie habe ich folgende Angabe verwendet:

de.wikipedia.org/wiki/Sonnenenergie
Als die größte Energiequelle liefert die Sonne pro Jahr eine Energiemenge von etwa 1,5 · 1018 kWh[6] auf die Erdoberfläche.

Das runtergerechnet auf die Sekunde ergibt eine Energiemenge, die ausreicht, um 6,6 x 10⁷ Kubikmeter Wasser von 20 auf 100 ° aufzuheizen und zu verdampfen. (Wärmekapa 4,2 KJ pro kg und Grad und Verdampfsungswärme 2257 KJ pro kg). Auf einen Quadratkilometer verteilt wäre die Säule aber 66 Meter hoch.
Einer von uns beiden hat sich wohl um ca. Faktor 10 vertan.

Danke Cyborg,

vielleicht kommen noch Antworten, wenn nicht, schreib ich morgen meinen Rechenweg,

ich muss mein Ergebnis korrigieren, ein Faktor meiner Rechnung muss verdoppelt werden (hatte ihn falsch geschätzt ), darum Ergebnis darum doppelt so groß

Dieser konzentrierte Energiestrahl wäre in der Lage auf einem Quadratkilometer Fläche sekündlich eine Wassersäule von ca. 14 Meter Höhe zu verdampfen

Hallo ,

will nun meinen Rechenweg darstellen,


Habe drei Faktoren mit einbezogen

1) Erdoberfläche ca.500 Millionen km²
2) Jährliche durchschnittliche Niederschlagsmenge Erde pro m² ca. 1000 mm (also ein Meter) Höhe laut wikipedia ( dort lag mein Fehler in den Werten, hatte nur ca. 400 mm in Erinnerung)

3) ca. 30 Millionen Sekunden ( für 1 Jahr)


Ich habe also nicht die Oberfläche, welche die Erde der Sonne zuwendet und die Energie, welche die Erde von der Sonne erhält als Grundlage genommen.

Ich ging davon aus, dass die jährliche Niederschlagsmenge auch der jährliche Verdunstungsmenge ( also Verwandlung von Wasser in Wasserdampf ) entspricht.

Nun zur Rechnung:
Eine Wassersäule von 1 m auf einer Fläche von 500 Millionen km² entspricht bei 1 km² einer Wassersäule von 500 Millionen Metern.

Wenn man diese Wassersäule nun einfach durch 30 Millionen Sekunden teilt
Bekomme ich einen Wert von 16,6 Metern ( ok, ist nicht ganz der Wert meiner Korrektur im vorigen Beitrag) habe diesmal Taschenrechner benutzt.

Bei diesen 16,6 Metern habe ich aber nicht das Albedo der Erde berücksichtigt, also die Reflexionsstrahlung, welche ungenutzt von der Erde ins Weltall zurückgestrahlt wird.
Das wären dann 30 % welche man noch zu den 16,6 Metern hinzurechnen müsste

Also mein Ergebnis: es werden pro Sekunde (ohne Albedoeffekt) auf einem
Quadratkilometer 16,6 Meter Wassersäule verdampft


Nebenbei: da ich an der Müritz wohne (größter Binnensee Deutschlands) ca. 120 km² groß, aber im Durchschnitt nicht sehr Tief ca.6 Meter, wollte ich noch wissen, wie lange es dauern würde, bis dieser große See verdampft wäre.

Ergebnis: erschreckend schnell, Wasserinhalt ca. 0,7 km³,
in ca. 45 Sekunden wäre die Müritz verdampft

übernehme für die Angaben keine Gewähr B)

Grüße Brooder

Brooder,
dann hatten wir ganz unterschiedliche Annahmen. Du hattest aber eigentlich schon gefragt, wie hoch eine Wassersäule mit 1km² Fläche sein darf, damit sie von der im Schnitt pro Sekunde eingestrahlten Sonnenenergie auf 100 °C erhitzt und verdampft werden kann. Also eine sehr theoretische Fragestellung.
Nun rechnest du aber die mittlere Niederschlagsmenge entsprechend auf eine Säule mit 1 km² um. Dass dabei weniger rauskommt ist richtig, denn nur ein Teil der eingestrahlten Sonnenenergie wird ja auch zur Verdampfung verbraucht. Der übrige Teil heizt das Land und die Luft auf, geht in Photosynthese und Albedo etc. Letztlich wird alles wieder Wärme und abgestrahlt.
Grüße Cyborg

Focus auf 1km² erhöht so enorm diesen Strahlungsdruck das da Blei dir mit der Geschwindigkeit von Wasser in deiner Rechnung verdampft, Bau das nicht.

hi Cyborg,

du schriebst: Der übrige Teil heizt das Land und die Luft auf, geht in Photosynthese und Albedo etc. Letztlich wird alles wieder Wärme und abgestrahlt.

ehrlich, daran hatte ich auch gedacht.
dachte mir dann, dass aber durch die Zirkulation in der Atmosphäre ein Teil der Energie auch die Ozeane erreicht. Die Festlandoberfläche beträgt ca. 30%..Bin mir auch nicht sicher, ob das Albedo nicht schon die Festlandsabstrahlung beinhaltet.
Ich denken vernachlässigen kann man diesen Umstand aber nicht,
Ich wollte es auch nicht zu kompliziert rechnen. ( war beim wandern eigentlich nur Kopfrechnen)

aber faszinierend fand ich die Möglichkeit, zu versuchen, sehr komplizierte Rechnungen zu umgehen, und über einen alternativen Lösungsansatz den Taschenrechner zu vermeiden.

Gruß Brooder

@ Chris

ha....Phantasie ist aber wat ganz geiles und man mud nicht alles bauen, vorstellen kann reichen .

nabend Brooder

...wat lese ich hier? Müritz verdampfen? Nee.... die schönen Badestellen

viele Grüße aus der "Mecklenburger Schweiz" an die Mecklenburger Seenplatte

Brooder schrieb: Ich stellte mir diese gesamte Energiemenge in einem konzentrierten Energiestrahl von nur einem Quadratkilometer Fläche vor und was für Kräfte dieser Strahl freisetzen könnte.

Was genau hast du vor? ich soll dir zahlen Liefern? wieviel zahlst du.....
Schaue dir mal die zahlen von Temperaturen und Flächen konzentrierte Sonnenstrahlung wo bereits vorhanden sind an und du beabsichtigst da diese 250 Millionen km² wo die Erdschein Fläche hat, auf 1km² zu brennen. Ahh jetzt ist die frage wo sind solche konzentrierte strahlen vorhanden.... hmmm..... schauen wir mal wieviel Phantasie da hast.

@Chris

alles gut, Zahlen stehen nun genug, dafür war vorher Zeit,... und ein bissel Spaß schadet nichts.

Jawoll seb,....die Müritz bleibt!....halte jeden Tag einen Blick drauf...Energiestrahl wird reduziert und auf Badewassertemperatur 24 °C eingestellt,

LG und schönes Wochenende