Wesen im Vakuum

[Dhan]

Ich bin grad ma auf eine theoretische Frage gekommen, was passiert eigentlich, wenn man ein Wesen spontan dem extremen Vakuum des Weltraums aussetzt?
Und was passiert mit rotglühend erhitztem Metall?
Ich tipp ma beim Wesen stark auf Platzen, aber was passiert danach? Das Blut kocht, aber wie schnell zerstäubt es? Was passiert mit dem Fleisch? Wie schnell kühlt das Metall ab, wie verändert es seine Form, sorgt der niedrige Druck dafür, dass das rotglühende Zeuch eventuell sogar schon verdampft?
In Filmen und einigen weniger fundierten SF-Romanen lassen die Autoren Dinge im Weltraum ja gerne gefrieren was ich für ausgemachten Blödsinn halte.

Aber ich dachte mir, bevor ich haltlose Mutmaßungen anstelle, frag ich doch ma lieber hier an und hoffe, es hat hier nen klugen Physiker ^^

[akira62]

Mal eine andere Frage was hat Vakuum mit Hitze oder festen stoffen zu tun? Was ist Vakuum überhaupt? Hat es was mit Druck zu tun? Mit den Zellen gebe ich dir recht wahrscheinlich würde aufgrund der Druckdifferenz die Zelle platzen wenn man Sie spontan Vakuum aussetzen würde. Bei Metall weiß ich ehrlich gesagt nicht. Ich denke es würde sich abühlen wenn überhaupt dann sehr langsam, denn um abzukühlen muss ein Wärmetransport von statten gehen und wo kein Transpoteur (GAS) da keine Wärmeabfuhr oder?

Da kommt die nächste Frage was für "Vakuum"? Vakuum erzeugt durch eine Pumpe (sprich abfuhr von Luft) oder Weltraumvakuum?

Ich denke wenn man die Umgebung spezifiziert kann man alles recht logisch physikalisch erklären.

[caius.cosades]

Die Idee mit dem Sieden halte ich sogar für plausibel: Je niedriger der Druck, umso niedriger sind Schmelz- und Siedepunkt eines Stoffes (Prinzip des Schnellkochtopfs).

[akira62]

Die Idee mit dem Sieden halte ich sogar für plausibel: Je niedriger der Druck, umso niedriger sind Schmelz- und Siedepunkt eines Stoffes (Prinzip des Schnellkochtopfs).

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Stimmt aber nur wenn die Lebewesen das nicht schon gewöhnt sind. Sonst würde kein Raumfahrer leben können oder? Den ich dachte Weltraum = Vakuum

[Dhan]

Da kommt die nächste Frage was für "Vakuum"? Vakuum erzeugt durch eine Pumpe (sprich abfuhr von Luft) oder Weltraumvakuum?

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wenn man ein Wesen spontan dem extremen Vakuum des Weltraums aussetzt?

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Sprich, weit unter 10^-12 mbar

[basti-kun]

aber wärme bedeutet ja nichts anderes als sich bewegende Teilchen...die ja eine gewisse energie besitzen...aber wenn sich ohne zwischenmedium keine wärme übertragen lässt, würde das bedeuten, dass die teilchen ewig weiterschwingen? also ist es doch irgendwie nicht logisch, dass dinge nicht kalt werden....

und war es nicht so, dass es sowas wie das perfekte vakuum nicht gibt? also gibt es auch im weltall temperatur, diese wird wohl sehr gering sein, und ein großer temperaturunterschied bedeutet eine schnelle wärmeabgabe.

die frage ist nur ob das wesen vorher gefriert oder durch den nicht vorhandenen druck auseinanderfällt/platzt...

das ist alles nur wissen aus dem physikgrundkurs vor anderthalb jahren....ich habe physik gehasst....

[Dhan]

1. Wärmestrahlung, gerade rotglühendes Metall emitiert Wärme als elektromagnetische Strahlung
2. Es gibt kein "perfektes Vakuum", jepp
3. Wie kommst du darauf, dass die Temperatur im Weltraum gering ist? Wenn ich richtig liege, ist sie stark unterschiedlich
4. Angenommen, sie ist gering, dann hats trotzdem keine schnelle Wärmeabnahme durch Übertragung weil es eben so gut wie keine Teilchen hat, auf die übertragen werden kann. Die Wärmeübertragung im Weltraum müsste afaik vernachlässigbar klein sein.
Das eine Teilchen vom Weltraum wird, wenn es kalt ist, also tatsächlich sehr stark erwärmt nur ist die Situation vergleichbar mit einem normalen Schwamm aus dem Bad, den ich in den Pazifik schmeiße, er wird naß aber der Pazifik nicht sonderlich trockener

[Zerwas]

Lasst mal Chemikerchen dran.
Fangen wir an mit der Temperatur.
Die reziproke Temperatur ist definiert als (dS/dU) bei konstantem Druck.
Da es im "Vakuum" nicht viele Teilchen gibt, ist die Entropie auch nur sehr gering. Das heisst, mit kleinen Wärmemengen können wir viel Entropie erzeugen. Also herrscht im Weltraum eine sehr niedrige Temperatur. Laut Wikipedia irgendwas wie 2,7K.
So. Nun zu den Metallen. Bei so geringen Temperaturen können sie entweder fest oder gasförmig vorliegen. Den Dampfdruck kann man auch exakt berechnen, wenn man das möchte. Das muss man aber gar nicht. Die Formel sieht so ähnlich aus wie Dampfdruck = Gesamtdruck * (irgendein Exponentialterm zwischen 0 und 1, der abhängig von Temperatur und Verdampfungsenthalpie ist). Bei niedrigen Temperaturen wird dieser Term sehr klein. Wenn man die Druckabhängigkeit der Verdampfungsenthalpie ausser Acht lässt (was ich jetzt mal tue, weil ich nicht so viel Zeit habe), ergibt sich ein p/p0- Verhältnis, das mit dem bei Normaldruck und einer gleichmassen niedrigen Temperatur vergleichbar ist.
Der Dampfdruck von Festkörpern ist im Vakuum also nur geringfügig höher als bei normalem Druck. Also werden Festkörper wohl eher fest als gasförmig vorliegen, wenn man nur dieses betrachtet.
Allerdings liegen Dampf und Festkörper natürlich im Gleichgewicht vor. Aus Entropiegründen wird sich der Dampf ausbreiten, d.h. vom Metall wegbewegen. Also können wir sagen, dass sich um das Metall herum kein Dampf befindet. Also liegt das Gleichgewicht für die Verdampfung paktisch komplett auf der Seite des Dampfes.
Das heisst ganz konkret: Metalle würden wohl im Weltraum erstmal als Festkörper vorliegen und dann unendlich langsam verdampfen. So nach ein paar hundert bis tausend oder gar millionen Jahren oder so wird wohl ein Stein verdampft sein, wenn er nicht vorher irgendwann mal auf einen Planeten gestürzt ist.
So. Rotglühende Metalle wird man im Weltraumvakuum niemals beobachten wegen der niedrigen Temperatur. Die sieht man, wenn das Spaceshuttle oder wie man das nennt, in die Atmosphäre eintritt, wo ja nun aufgrund der Präsenz von Gasteilchen erstens eine andere Temperatur herrscht und es zweitens durch die Präsenz von Gasteilchen Reibung etc. gibt. Wenn ich den zweiten Fall auch noch diskutieren soll, gerne, aber später D:
*los muss*

[Dhan]

Und wenn ich das Ding mit nem Laser beballere? Oder wenn ichs in nem Shuttle rotglühend mache und dann die Klappe vom Shuttle öffne?

Und was genau passiert jetz mit Menschen?

[Zerwas]

Was passiert, wenn du das Teil vorher erhitzt und dann rauswirft, kann ich dir so auf die Schnelle nicht sagen, das müsste ich ausrechnen.
Theoretisch kann das Metall die Wärme nur als Strahlung abgeben, da ein Vakuum (starker Unterdruck) so ziemlich der beste Isolator ist, den es gibt. Also müsste das Teil ne ganze Weile heiss bleiben, denk ich. Kann aber auch sein, dass ich mich irre. Mit so extremen Bedingungen habe ich mich noch nie auseinandergesetzt, damit haben wir hier auf der Erde eher selten zu tun...
Frag mich am Wochenende nochmal, ich muss noch Hausaufgaben machen
Zum Menschen: Also, ein Mensch besteht ja zu so ca. 60% aus Flüsigkeiten. Da sich die Flüssigkeiten im Vakuum nicht so schnell abkühlen können (Wie auch?), behalten sie erstmal ihre recht hohe Temperatur von 37 Grad und haben einen dementsprechend hohen Dampfdruck. Wenn der Dampfdruck den Aussendruck überschreitet (was er garantiert tut), fangen sie an zu kochen und zu verdampfen. Das heisst, du platzt, weil die Gase wesentlich höhere Volumina einnehmen als die Flüssigkeiten. Und dann irgendwann würde das ganze Zeug wohl gefrieren und dann, äh.... keine Ahnung.
Ich würde ja sagen: Flieg hoch, probiers aus
Aber ich nehme an, so viel Geld hast du nicht..

[Dhan]

Humm ich hab flüssig bei mir rumliegen 100 Euro, reicht dat für ne alte russische Rakete?

Das Platzen würde recht schnell verlaufen, oder? Sagen wir z.B., jemand öffnet seinen Raumhelm (mal angenommen das ginge, ich denk mal, die sind gegen das Öffnen im Vakuum vehement gesichert), der würde dann regelrecht explodieren, eine rote Flut von Innereien wie Wasser aus einem Wasserhahn?

Was passiert, wenn eine Raumstation ein Loch hat bzw wie schnell dauerts so ungefähr, bis alles rausgesogen ist, länger als eine Sekunde?

[Zerwas]

Also, das Platzen würde auf jeden Fall recht schnell verlaufen, auf den zweiten Teil der Frage gehe ich mal demonstrativ nicht ein, das ist mir zu eklig D:
Zur zweiten Frage: Hm.... das kann man auch ausrechnen. Das hängt ganz stark von der Grösse des Loches ab. Bei so einem kleinen Loch können ja nicht so viele Moleküle auf einmal durch und dementsprechend lange dauert es dann auch, bis sich die Drücke angeglichen haben. Auf jeden Fall länger als eine Sekunde

[Strato]

Lustiges Thema, so aus dem Alltagsleben ^^

Also die Flüssigkeiten sind nicht so das Problem, und explodieren würde man deswegen auch nicht. Zumindest nicht, solange das Blut in Bewegung ist.

Das Problem ist eher der Luftdruck in der Lunge. Der ist ziemlich hoch und würde dem Außendruck angeglichen, d.h. die Luft strömt schnell raus, und in der Lunge bleibt so wenig zurück, dass einem ziemlich schnell die Puste ausgeht und man nur ca. 10 Sekunden bei Bewusstsein bleibt.

Man könnte jetzt auf die schlaue Idee kommen, sich die Nase zuzuhalten, aber der Druck in der Lunge ist wie gesagt sehr hoch, und ohne jetzt auf die unappetitlichen Einzelheiten einzugehen... es wäre keine gute Idee


Das Stück Metall würde sehr langsam abkühlen. Die Temperatur von ca. -270°C bezieht sich nicht auf den Weltraum selbst (der hat keine Temperatur, ist ja nur Raum), sondern auf die Hintergrundstrahlung. Und die paar Atome, die das Metall abbekommt, werden es nicht sonderlich stark abkühlen, so dass es quasi die ganze Hitze abstrahlen muss, was eben noch viel langsamer geht, als wenn es an der Luft liegt.
(aus dem gleichen Grund wird ein Mensch im Vakuum nicht erfrieren, zumindest nicht bevor er erstickt ^^)


Für mehr Details zum Thema "Mensch vs Vakuum", aber auf Englisch:
http://www.sff.net/people/Geoffrey.Landis/vacuum.html

[Dhan]

Ah der Link is toll, genau sowat hat ich gesucht ^^
Man überlebt das anscheinend sogar für eine kurze Zeitdauer und kann gerettet werden o.O (wobei die plötzliche Dekompression anscheinend doch recht vernichtend ist, nicht aber das Vakuum selbst)