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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 5: Sonstiges I

DD 5.1: Talk

Monday, March 16, 2009, 14:20–14:40, Seminarraum

Wieso gilt Newtons Abkühlungsgesetz? Experimente und theoretische Modelle — •Michael Vollmer — FH Brandenburg

Wieso gilt eigentlich so häufig das so genannte Newtonsche Abkühlungsgesetz obwohl die Wärmeabstrahlung als Kühlmechanismus nichtlinear mit der Temperatur erfolgt und zudem die Absolutwerte der Strahlungsverluste in ähnlicher Größenordnung wie die der Konvektion sind. Das Problem wurde zum einen experimentell untersucht, indem Aufheiz- und Abkühlkurven verschiedener Körper im Temperaturbereich von -20°C bis 300°C mit IR Kameras berührungslos untersucht wurden [1,2]. Zum anderen wurden einfache Modelle für die Wärmeabfuhr durch Leitung, Konvektion und Strahlung entwickelt. Diese führen zu einer guten Übereinstimmung mit den Experimenten und zeigen den Gültigkeitsbereich des Newtonschen Abkühlungsgesetzes auf.

[1] The surface to volume ratio in thermal physics: from cheese cube physics to animal metabolism, G. Planinsic, M. Vollmer, EJP 29, 369-384 (2008)

[2] Cheese cubes, light bulbs, soft drinks: An unusual approach to study convection, radiation and size dependent heating and cooling, M. Vollmer, K.-P. Möllmann, F. Pinno, Inframation 2008 Proceedings Vol. 9