Verdiepingsverslag Warmte in het heelal

Door Vincent Kok21 november 2016

lln: 515558A1B

Inhoudsopgave:

● Inleiding Pagina 2● De zon Pagina 3● De temperatuur van de planeten in de melkweg Pagina 5● Aarde, maan en sterren Pagina 6● Antwoord op de hoofdvraag Pagina 7● Bronnen Pagina 8

1

Inleiding:Ik heb gekozen voor dit onderwerp omdat ik dit onderwerp interessant vind, ook omdat ik op mijn oude school altijd in een soort ‘plus’groep heb gezeten. Dat was dan voor de kinderen die meer uitdaging nodig hadden. in groep 6 hadden we het thema ‘ruimte’ en dit vond ik super interessant! Ook ben ik in Noordwijk geweest bij Space expo en heb het Melkwegpad gelopen vlakbij Westerbork.

Ik wil na het schrijven van dit verslag meer weten over de warmte van planeten, en van de zon. Ook wil ik meer te weten komen over warmte van sterren en de maan.

Hoofdvraag:Hoe komt het dat de zon het op aarde veel warmer kan maken dan op de maan?

Deelvragen:

Hoe zit het met de temperatuur op aarde en op andere planeten?Wat is de (gemiddelde) temperatuur op Mars, op Neptunus en op de andere planeten van ons zonnestelsel?Hoe warm is de zon zelf?Weten we hoe warm het bij andere sterren is?

De Zon

2

De zon is een grote bol van gas dat licht en warmte maakt om onze planeet licht te geven en op te warmen. De temperatuur op de zon is nooit hetzelfde, er is altijd een andere temperatuur. Die varieert enorm.In het middelste van de zon (de kern) vindt een immense druk plaats en wordt het een temperatuur die wel 15 of 16 miljoen graden kan worden.Waterstofatomen krijgen zó veel druk te verduren dat ze samensmelten tot helium. Dit word kernfusie genoemd. Bij kernfusie komt veel energie vrij, dat gaat vanuit de kern het heelal in.

Vanaf de kern heeft de zon verschillende lagen. De eerste laag na de kern heet de radìatiezone, hier blijven de deeltjes 1 miljoen jaar voordat ze naar de convectieve zone gaan. De convectieve zone is ongeveer 2 miljoen graden celsius. Grote bellen van plasma vormen een soep van geïoniseerde atomen die naar boven gaan richting de fotosfeer. In de fotosfeer is het ongeveer 5500 graden celsius. Hier wordt de zon gezien als zonlicht. In de fotosfeer zitten ook zonnevlekken. De zonnevlekken zijn ongeveer 4000 graden celsius.

De volgende laag heet de chromosfeer. De chromosfeer is ongeveer 4320 graden celsius. Het zichtbare licht van de chromosfeer is te zwak om te kunnen zien omdat het zichtbare licht van de fotosfeer feller is. Je kan het licht van de chromosfeer alleen maar zien als er een volledige zonsverduistering is. Dan zie je het als een rode rand om de zon.

De zon zendt zijn hete stralen naar de aarde. De zonnestraling bestaat uit zichtbaar licht, ultraviolette en infrarode straling. Eenderde deel van de zonnestraling word direct gereflecteerd door

3

wolken, water, sneeuw en ijs. Dit heet het Albedo. Albedo staat voor het terugkaatsingsvermogen van licht. Wolken, water, sneeuw en ijs zijn spiegelende oppervlakken en weerkaatsen meer licht. Licht weerkaatst sowieso beter terug dan donker. Van het resterende tweederde deel word 25 procent opgenomen en verstrooid in de troposfeer, door waterdamp en wolken. Uiteindelijk wordt ongeveer 45 procent door het aardoppervlak geabsorbeerd. Het aardoppervlak kaatst de straling weer terug in de vorm van infrarode stralen met lange golven. Dit is uiteindelijk de warmtebron van de aardse atmosfeer. Een deel verdwijnt ongebruikt de ruimte in, maar het grootste deel wordt door gassen in de atmosfeer geabsorbeerd en weer uitgestraald, dus ook richting het aardoppervlak. Dit is het broeikaseffect. Zonder dit broeikaseffect zou de aarde ongeveer dertig graden kouder zijn omdat de warmte van de aarde veel sneller in de ruimte verloren zou gaan.

De temperatuur van de planeten in de melkweg.

4

In de melkweg zijn er de volgende planeten op volgorde van de afstand tot de zon, van dichtst bij tot verst weg. Dat zijn Mercurius, Venus, Aarde, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. De temperaturen verschillen heel erg. De temperatuur op Mercurius is ongeveer 350 graden per dag tot -170 graden ‘s nachts. De grote verschillen komen door de grote verschillen in afstand tot de zon. De afstand tot de zon is 57,91 miljoen kilometer maar varieert dus. De temperatuur op Venus is ongeveer 480 graden en de afstand tot de zon is 108,21 miljoen kilometer. De gemiddelde temperatuur op Aarde is 30 graden en de afstand tot de zon is 149,6 miljoen kilometer. De temperatuur op Mars is gemiddeld -30 graden overdag en de afstand tot de zon is 228 miljoen kilometer. De temperatuur op Jupiter is gemiddeld -123 graden op de wolkentoppen en de afstand tot de zon is 778,3 miljoen kilometer. De temperatuur op Saturnus is gemiddeld -180 graden op de wolkentoppen en de afstand tot de zon is 1430 miljoen kilometer. De temperatuur op Uranus is zo’n -210 graden en de afstand tot de zon is 2875 miljoen kilometer. De temperatuur op Neptunus is ongeveer -220 graden en de afstand tot de zon is 5915 miljoen kilometer. De lege ruimte in het heelal heeft de laagste temperatuur: namelijk 0 graden Kelvin, Het absolute nulpunt.

Blijkbaar zijn de verschillen in afstand van de planeten tot de zon veel groter, dan de temperatuurverschillen. Dus blijkbaar zijn er ook andere invloeden dan alleen de afstand tot de zon. Venus en Mars hebben een atmosfeer die bijna helemaal uit koolstofdioxide bestaat. Dit is een broeikasgas. Venus heeft ook nog eens een hele hoge luchtdruk waardoor de atmosfeer veel meer kooldioxide heeft dan Mars. Daardoor wordt de oppervlaktetemperatuur op Venus enorm verhoogd. Mercurius heeft bijna geen dampkring en de atmosfeer is zo’n 100 keer ijler dan de atmosfeer op aarde. Omdat de planeet geen dampkring heeft kan hij geen warmte vasthouden en daarom wordt het zo koud ‘s nachts. Dus naast de afstand tot de zon is de atmosfeer van belang. En de hoogte van koolstofdioxide (het broeikasgas) En daarnaast is het Albedo-effect ook erg belangrijk. De aarde heeft een Albedo van 0.30. Dat wil zeggen dat 30 procent van het zonlicht wordt teruggestraald. De maan heeft een Albedo van 0.07. Dus slechts 7 procent wordt teruggestraald. Dat komt omdat de maan geen spiegelende oppervlakken heeft. Hij bestaat voornamelijk uit kraters.

Aarde, maan en sterren

5

De gemiddelde temperatuur op Aarde is 30 graden en de afstand tot de zon is 149,6 miljoen kilometer. De dampkring zorgt ervoor dat het zonlicht en de warmte wordt verspreid. De zon verwarmt de aarde, maar er zijn temperatuurverschillen. Op de Noord- en Zuidpool is het kouder dan bijvoorbeeld op de evenaar. Dit heeft te maken met de afstand tot de zon. Andere factoren die de temperatuur beïnvloeden zijn de hoogteverschillen en de toestand van het aardoppervlak.

De maan heeft aan de zonzijde temperaturen die wel 123 graden kunnen worden maar de andere kant van de maan is juist extreem koud. Wel -153 graden gemiddeld! Dit komt omdat de maan geen atmosfeer heeft en dus geen warmte kan vasthouden. Op sommige plekken schijnt de zon nooit, daar kan het maar liefst -238 graden worden! De kern van de maan is waarschijnlijk zo’n 1300 tot 1400 graden celsius. Dit is niet genoeg om het oppervlak op te warmen. 1 dag op de maan staat gelijk aan 14 dagen bij ons. Dat betekent dat bepaalde oppervlakken dus heel lang in de nacht zijn.

Er zijn sterren die ongeveer 3000 graden celsius zijn, maar er zijn ook sterren die tienduizenden graden kunnen worden! Dan kun je zien door naar de kleur van de ster te kijken. Roodachtig is het minst warmst (zo’n 3000 graden) en blauwachtig het heetst. (30 tot 60 duizend graden)

Antwoord op hoofdvraag:

6

De maan kan lokaal heel heet worden, maar het grootste gedeelte is koud omdat het niet in de zon ligt. De maan kan geen warmte vasthouden omdat het geen dampkring heeft in tegenstelling tot de aarde.1 dag op de maan staat gelijk aan 14 dagen bij ons. Dat betekent dat bepaalde oppervlakken dus heel lang in de nacht zijn. Zoals we in hoofdstuk 1 over de Zon hebben gelezen zijn bij het opwarmen van de aarde door de zon de volgende factoren van belang: het Albedo, bij het aardoppervlak wordt 30 procent teruggestraald. Dit komt omdat de aarde veel spiegelende oppervlakken heeft, zoals water, sneeuw, wolken, en ijskappen. De samenstelling van de atmosfeer is belangrijk, want de atmosfeer straalt een deel van de opgenomen zonnestralen terug. De maan heeft geen atmosfeer en kan dat dus niet. Bovendien is de maan voor het grootste gedeelte bedekt met inslagkraters en heeft daardoor weinig spiegelende oppervlakken. Dus heeft de maan een laag albedo.

Bronnen:http://wetenschap.infonu.nl/weer/44849-temperatuur-op-aarde.html

7

www.kuuke.nl http://hemel.waarnemen.com/FAQ/Sterren/010.html http://www.npo.nl/het-klokhuis/21-06-2011/NPS_1183335 http://www.schooltv.nl/video/de-stralingsbalans-van-de-aarde-hoe-wordt-onze-aarde-verwarmd/#q=hoe%20word%20de%20aarde%20verwarmt%20door%20de%20zon

8