Warum ist es auf dem Berg kalt?

[Dino]

Die Atmosphäre wird mit zunehmender Höhe eh immer dünner.
Bei Apollo war die Höhe, in der der maximale Druck auf die Rakete gewirkt hat, bei "nur" 14 km.
Bei Gemini war es sicher ähnlich.
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Max_Q_(Raumfahrtphysik)
Edit: noch besser die englische Seite:
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Max_q

Gemini hatte keinen Rettungsturm sondern Schleudersitze.
Der Grund für das Fehlen war der immense Zeitdruck beim Wettlauf zum Mond.

Das Space Sutttle hatte gar nichts, siehe die Challenger Katastrophe.
Bei Mercury, Gemini und Apollo hätten bei einem ähnlichen Problem wahrscheinlich alle über lebt.

[Dino]

Eine aerodynamische Kappe hätte man zuverlässig abwerfen müssen, keine triviale Aufgabe.
Wenn die Rakete eh genug Schub liefert ist das eine unnötige Fehlerquelle.
Gemini war ein Schnellschuss, kurzfristig benötigt als klar wurde, dass für Apollo ein Koppelmanöver benötigt wurde. Darum der Schleudersitz und viele weitere Vereinfachungen.

Der Apollo Rettungsturm (LES) z.B. war hochkomplex, mit 2 Raketenmotoren - einer um das Kommandomodul (CM) von Saturn wegzuziehen und einer zum Trennen von LES und CM.

[Frau Holle]

Naja, aber warum hat man beim Start der Gemini-Kapsel kein Hütchen aufgesetzt?

Eine gute Stromlinienform ist vorne nicht spitz. Eine solche Form haben z.B. auch Wale und andere Fische.

[Dino]

Es war genug Schub vorhanden, für Gemini wurde keine eigene Trägerrakete entwickelt, sondern die schon vorhandene ICBM Titan2 verwendet.

Die flache Spitze wurde zum Testen der Koppelmanöver benötigt.

[Dino]

Ergänzung zum Rettungsturm:
Auch das Gegenstück der UDSSR zu Gemini, Woschod, hatte keinen Rettungsturm.

Bei diesen wegen dem Wettlauf zum Mond in Kauf genommenen Sicherheitsmängeln wundert es nicht, dass es bald die ersten Toten gab - bei Apollo1 und Sojus1.

Erst dann haben beide Seiten einen Gang runter geschaltet, sowohl Apollo als auch Sojus konnten zu sicheren Raumfahrzeugen entwickelt werden.
Sojus fliegt ja heute noch.

[Kurt]

.

Zur Verdeutlichung was das "Abiatische" überhaupt für einen Sinn hat.

Wie hier schon bildlich dargestellt ergibt sich durch die Druckabnahme von Gas/Luft ein sich verändernder Temperturwert ohne das sich am Gas, ausser "Verdünnung", was ändert.
Das kann als Referenz genommen werden um die Einwirkungen die durch Gaszusammensetzungsänderungen erfolge Temperaurunveränderungen gegenüber dem abiatischen Wert zu erkennen und ev. Gegenmaßnahmen zu hinterdenken.
Mehr steckt da nicht dahinter, das ist völlig normal und zweckmässig anwendbar.
Mit irgendwelchen Vertuschungs- und Verschwörungstheorien oder so hat das überhaupt nichts zu tun, es ist reine Wissenschaft.
Gute Wissenschaft.
Zugleich beantwortet es auch die Frage wieso es auf dem Berg kälter ist als herunten.

Kurt

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[Frau Holle]

Da ja hier @Kurt, @Skeptiker und @Frau Holle um jeden Preis eine sachliche Diskussion verhindern wollen...

Da @hmpf ja hier um jeden Preis ein jede sachliche Diskussion sofort zumüllt:

Den Temperaturgradienten in der Troposphäre kann man natürlich „adiabatisch“ nennen und behaupten die Temperaturabnahme sei, durch die sich beim Aufstieg abkühlende Luft, entstanden.

Dies ist jedoch eine Wunschvorstellung von CO2-Theologen

Das ist und bleibt falsch!

Die Temperaturabnahme aufsteigender Luft ohne Wärmeaustausch mit der Umgebung bestätigen alle seriösen Quellen. Wie z.B. folgende:

Die Herleitung des Gradienten mit Thermodynamik und Ideal­gasgesetz (Hervorhebung von mir):

If we consider the hypothetical case of a bubble of air rising through a dry atmosphere with no mixing or heat exchange between the bubble and its environment, the bubble will expand and cool.

Die formale Herleitung des Gradienten aus der Relation zwischen Druck, Dichte und Temperatur, inklusive der spezifischen Gaskonstanten und dem Adiabatenexponenten γ (Jeremy Tatum, University of Victoria, Hervorhebung von mir):

If you take the mean molar mass for air to be 28.8 kg kmole−1, and g to be 9.8 m s−2 for temperate latitudes, you get for the adiabatic lapse rate for dry air −9.7 K km−1. The presence of water vapour in humid air reduces the mean value of µ (and hence the adiabatic lapse rate), and actual lapse rates are usually rather less than the calculated adiabatic lapse rates even for humid air. [...]
The International Civil Aviation Organization Standard Atmosphere takes the lapse rate in the troposphere (first 11 km) to be −6.3 K km−1.

Die Enycopdeia Britannica (Hervorhebung von mir):

The lapse rate of nonrising air—commonly referred to as the normal, or environmental, lapse rate—is highly variable, being affected by radiation, convection, and condensation; it averages about 6.5 °C per kilometre (18.8 °F per mile) in the lower atmosphere (troposphere). It differs from the adiabatic lapse rate, which involves temperature changes due to the rising or sinking of an air parcel. Adiabatic lapse rates are usually differentiated as dry or moist. 

The dry adiabatic lapse rate for air depends only on the pecific heat capacity of air at constant pressure and the acceleration due to gravity. The dry adiabatic lapse rate for the Earth’s atmosphere equals 9.8 °C per kilometre (28.3 °F per mile); thus, the temperature of an air parcel that ascends or descends 5 km (3 miles) would fall or rise 49 °C (85 °F), respectively.

Wikipedia (Hervorhebung von mir):

In dry air, the adiabatic lapse rate (i.e., decrease in temperature of a parcel of air that rises in the atmosphere without exchanging energy with surrounding air) is 9.8 °C/km (5.4 °F per 1,000 ft).

Es ist kein Zufall, dass alle mit der Gravitationsbeschleunigung rechnen. Die ist es nun mal, die den Druckverlauf bestimmt und gemäß den Gesetzen der Thermodynamik eben zur einer Abnahme der Temperatur aufsteigender Luft führt, wie immer die Temperatur auch sein mag, die sie z.B. von der Oberfläche durch Wärmeleitung bekommt – oder mit Treibhausgasen zusätzlich durch Absorbtion/Emission von IR-Strahlung.

Solche Abkühlung aufsteigender Luft ist prinzipiell unabhängig von Treibhausgasen, denn weder Strahlung noch Wärmeleitung spielen dabei eine Rolle. Etwas Wärmeleitung spielt realiter zwar auch mit, ist aber viel zu schwach um die aktuelle Umgebung nennenswert zu erwärmen.
Außerdem steigt eine so erwärmte Umgebung dann ebenfalls und kühlt dabei ab. So landet immer die dünnere und kältere Luft oben, legt sich sozusagen über die dichtere und wärmere unten. => Es ergibt sich immer ein Temperaturgradient und keine isotherme Atmosphäre, solange Konvektion möglich ist.

Tipp: Wer der englischen Sprache nicht mächtig ist kann sich die Texte ja übersetzen lassen. Im IE Browser z.B. einfach markieren und im Kontext-Menü (rechte Maustaste) auf "Auswahl übersetzen in Deutsch" klicken, fertig.
 

[Frau Holle]

@Frau Holle:
Die Menge an Zitaten von CO2-Theologen macht aus Unfug keine Wahrheit!
Wo in Ihren Zitaten wird eine Wärmesenke genannt...

Das sind seriöse Physiker und Nachschalgewerke, keine Theologen irgendwelcher Art. Deine Wärmesenke kannst du dir dahin stecken, wo die Sonne nicht scheint. Die ist so unbedeutend wie das lila gestreifte Einhorn, das sich an der Atmosphäre zu schaffen macht.

Selber hast du keinen einzigen Beleg für dein Geschwätz, nur deine eigene, lächerlich naive Küchenphysik von Autoreifen, Kochtöpfen und Treppenhäusern, die du nach Gutdünken auf die Erdatmosphäre überträgst. Deine unsinnigen Vergleiche und Unterstellungen machen aus der Wahrheit keinen Unfug.
 

[Frau Holle]

@Frau Holle:
Die Menge an Zitaten von CO2-Theologen macht aus Unfug keine Wahrheit!
Wo in Ihren Zitaten wird eine Wärmesenke genannt...

... Deine Wärmesenke kannst du dir dahin stecken, wo die Sonne nicht scheint. ...

Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik verlangt für Temperaturdifferenzen nun mal
sowohl Wärmequellen wie auch Wärmesenken.

Nein, das stimmt so nicht!

Deine Aussage beruht auf einem populären Missverständnis des 2. HS, der in populären Diskussionen oft so verkürzt wird:

„Wärme fließt nur von warm nach kalt. Also muss es immer eine Wärmequelle und eine Wärmesenke geben.“

Das ist nur korrekt, wenn es um Wärmeübertragung (Wärmefluss) geht.

Aber: Adiabatische Temperaturänderung ist keine Wärmeübertragung (Q = 0)!

Temperaturänderung gibt es auch ohne Wärmequellen und -senken durch physikalische Arbeit.

Adiabat ist kein Wärmefluss, sondern Energietransformation. Der 2. Hauptsatz wird nicht verletzt, weil keine Wärme von kalt nach warm fließt, sondern Arbeit geleistet wird.

Zum x-ten Mal:

Bei einem aufsteigenden Luftpaket verrichtet das Paket Arbeit gegen den Außendruck.
Diese Arbeit wird aus der inneren Energie entnommen => Temperatur sinkt.
Der 2. HS wird nicht verletzt, weil kein Prozess beschrieben ist, bei dem Wärme von kalt nach warm ohne Arbeit fließt.

Die Entropie-Formulierung ist am klarsten:
„Die Entropie eines abgeschlossenen Systems bleibt konstant, wenn der Prozess reversibel ist, und nimmt zu, wenn er irreversibel ist.“

Eine trocken-adiabatische Zustandsänderung ist im Idealfall reversibel → also entropiekonstant.
Damit erlaubt der 2. HS diese Temperaturänderung völlig problemlos. (Das reversible hat dir Kurt mit seinem 20 °C Ballon versucht nahe zu bringen).

Also: Die Entropie bleibt bei einer idealen, reversiblen Adiabate konstant. Genau das ist die Definition: dS = dQ/T = 0
Das passt völlig zum 2. HS und erlaubt Temperaturänderung ohne Änderung der Entropie im System:
dQ = 0 => dS = 0. Die Temperatur kann sich dabei durchaus ändern, du Physiker.

Zum Mitschreiben und Einschädeln:

Der 2. HS bezieht sich auf Wärmeübertragung und die Richtung dieser Übertragung.
Bei der adiabatischen Zustandsänderung tritt aber keine Wärmeübertragung auf (Q = 0).

Die Temperaturänderung entsteht allein durch den Austausch zwischen innerer und potenzieller Energie bei gleichzeitigem Druckausgleich. Mathematisch: dQ = 0, dU = −p dV.
 
 

[Frau Holle]

...
Wikipedia (Hervorhebung von mir):
...

Im Übrigen steht in Ihrem Zitat ja exakt das, was ich Ihnen seit Wochen klarzumachen versuche:

The presence of greenhouse gases on a planet causes radiative cooling of the air,
which leads to the formation of a non-zero lapse rate.

D.h. die Kühlung durch die Treibhausgase erzeugt einen von 0 verschiedenen
Temperaturgradienten (lapse rate) in der Atmosphäre.

Dass die Treibhausgase in zunehmender Höhe mehr und mehr kühlen hat nie jemand bestritten, auch keine "CO2-Theologen".

Aber es ergibt sich auch ein sog. trocken-adiabatscher Temperaturgradient ohne Treibhausgase. Das steht ebenfalls im Artikel. Du suchst dir nur raus, was dir in der Kram passt.