In der Vodafone-Werbung scheint es, als würde Google sicher eine korrekte und eindeutige Antwort auf diese Frage geben. Das Problem ist, dass die Frage überhaupt nicht eindeutig ist. Was ist mit diesen „Grad“ gemeint? Es könnte sich um Vakuumbereiche oder um Temperaturgrade handeln.
In welche Bereiche wird das Vakuum unterteilt?
Aus technischer Sicht ist ein Vakuum eine Umgebung, aus der Luft abgepumpt wurde, sodass darin ein niedrigerer Druck als der atmosphärische Druck herrscht.
Je nach Druck unterscheiden wir verschiedene Vakuumbereiche, insgesamt sechs Vakuumstufen:
- Unterdruck – wird z. B. bei der Vakuumverpackung und beim Greifen von Gegenständen in Handhabungs- und Verpackungslinien verwendet.
- Grobvakuum (300 bis 1 mbar) – eine chemisch inerte Umgebung, die die Oxidation glühender Bauteile verhindert und daher in Entladungslampen, Glühbirnen, beim Vakuumglühen, Schmelzen, Schweißen, Löten usw. eingesetzt wird.
- Feinvakuum (1 bis 0,001 mbar) – Vakuum- und Röntgenröhren.
- Hochvakuum (10⁻³ bis 10⁻⁷ mbar) – Elektronenröhren und Bildröhren, Halbleiterherstellung.
- Ultrahochvakuum (10⁻⁷ bis 10⁻¹²) – in Teilchenbeschleunigern.
- Extrem hohes Vakuum (<10⁻¹² mbar) – in Teilchenbeschleunigern oder Tokamaks.
Welche Temperatur hat ein Vakuum?
Vereinfachen wir die Frage auf die Temperatur eines perfekten Vakuums.
Viele von uns erinnern sich daran, dass im Physikunterricht an der Schule gelehrt wurde, dass die Temperatur des Vakuums –273,15 °C, 0 K, also der absolute Nullpunkt ist.
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Aber schauen wir uns das genauer an. Wärme ist Energie, die Bewegung von Molekülen. Je schneller sich die Moleküle bewegen, desto größer ist die Wärme. Die Temperatur ist ein Maß dafür, wie schnell sich die Moleküle eines Stoffes bewegen. Ein Vakuum ist ein luftleerer Raum. Wenn wir uns vorstellen, dass wir die Luft perfekt aus einem Behälter pumpen, sodass keine Moleküle darin verbleiben, gibt es dort keine Bewegung, keine Wärme und keine Temperatur. Im Vakuum herrscht also keine Temperatur, die gemessen werden könnte. |
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Anders verhält es sich mit der Temperatur im Weltraum. Aber auch dort hat das Vakuum nicht den Wert des absoluten Nullpunkts, –273,15 °C (0 K), sondern aufgrund der Photonenstrahlung liegt die Temperatur bei knapp 3 K, also etwa –270 °C.
Vakuumtemperatur und elektromagnetische Strahlung
Wir haben gesagt, dass in einem Behälter mit perfektem Vakuum keine Molekularbewegung stattfindet. Aber es bewegt sich doch etwas darin, nämlich elektromagnetische Wellen. Bei elektromagnetischen Wellen bewegen sich keine Teilchen. Die Bewegung und damit die Wärme wird durch das Größer- und Kleinerwerden des elektrischen und magnetischen Feldes hervorgerufen. Es entstehen Wellen, die auf die Wände des Behälters treffen und diese erwärmen (ihnen Energie übertragen), während gleichzeitig die Wände des Behälters thermisch strahlen. Wenn der Behälter von der Außenwelt isoliert ist, gleicht sich mit der Zeit die Intensität der einfallenden und der abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung aus – die Behälterwände und das Vakuum befinden sich im thermodynamischen Gleichgewicht und haben die gleiche Temperatur. Das Vakuum hat also eine Temperatur, die der Temperatur der Gegenstände entspricht, mit denen es im thermodynamischen Gleichgewicht steht. Auch hier gilt, dass die Temperatur des Vakuums nicht direkt gemessen werden kann und aus der Intensität und dem Spektrum der Strahlung berechnet wird.
