hur kallt kan en dator stå?

Om man ska ta ett praktiskt exempel så står mitt rackskåp ute på en inglasad balkong som nu i vintertid brukar vara runt +4-10C när det är -7C ute.
Det fungerar perfekt så länge allt är i drift men kryper temperaturen i rummet närmare 0 så blir det lite problem med vissa hårddiskar som får problem att spinna upp. Fick erfara det när jag ställde ut en extern disk.

Men varken kondens eller tillstymmelse till rost har påträffats i någon av burkarna och allt fungerar perfekt under de 2 år som racket stått där. Men det är ju som tidigare talare konstaterat inga problem så länge man inte blandar varm / kall luft.

Ett rymdskepp (eller en satellit) har en kall sida som alltid vänds bort från solen. All värme som genereras inuti skeppet leds dit på något sätt med hjälp av värmeledning och sedan så strålas den ditledda värmen ut i rymden.

Alla spänningsatta komponenter genererar värme och denna försvinner i någon mån i form av strålning direkt från komponenten men det mesta leds bort, vanligtvis av de kopparlager i PCB:t som utgör spänning och jordplan. De komponenter som genererar mer värme än vad kopparplanen klarar att leda bort förses med en kylare, vanligtvis av aluminium som både leder värme bra och är lätt, som sedan mekaniskt fästs i mekanik runt kretskortet som i sin tur är i termisk kontakt med rymdskeppets kalla sida.

Genom värmestrålning. Alla föremål någonstans i universum absorberar och emitterar (tar emot och sänder ut) strålning. Hela tiden. Ibland är detta i jämnvikt, t.ex. ett föremål i ett rum som till slut får samma temperatur som rummet. Håller ett föremål 25 grader, kommer det sända ut en strålning som motsvarar 25 grader, vilket är IR (far infrared). Är föremålet säg 5500 grader kommer det sända ut strålning som är synlig för ögat, synligt ljus (i själva verket sänder föremål ut ett brett spektrum av strålning med toppen kring dess temperatur).

Om ett föremål nu sänder ut mer värme än vad det tar emot, kommer föremålets temperatur att sjunka och vice versa; tar det emot mer strålning än det sänder ut värms det upp. Det är därför ett mörkt föremål blir varmt i solen.

Denna process sker helt oberoende av om föremålet befinner sig i luft eller i vakuum, i en grotta eller i vatten, i rymden eller på en planet.

Om föremålet har kontakt med något, t.ex. gas i en atmosfär eller andra föremål kan värme också överledas rent mekanistiskt, molekyler krockar med varandra och byter energiinnehåll. Detta är värmeledning. Är det en gas (t.ex. luft) som värms upp av föremålet kan denna gas röra sig och transportera bort värme effektivare än om det vore stillastående. Det är konvektion.

Det finns alltså tre principiella sätt som värme kan flöda:
1) Strålning
2) Ledning
3) Konvektion

Ettan fungerar både i vakuum och över allt annars, tvåan kräver kontakt med andra föremål, trean kräver kontakt med något dynamiskt "föremål" som t.ex. luft eller vatten som kan strömma.

Vilken av dessa tre som är "viktigast" beror på skillnaden i temperatur mellan föremålet och dess omgivning. I vakuum har omgivningen ingen meningsfull temperatur, men väl en strålningsomgivning. Om instrålning är lika med utstrålning håller föremålet en konstant temperatur, annars blir det kallare eller varmare.

Ju varmare ett föremål blir, desto viktigare blir strålningsaspekten, och ju större skillnaden är mellan in- och utstrålning, desto viktigare blir också denna effekt. Temperaturstrålningen är proportionell med den absoluta temperaturen upphöjt till fyra, där "absolut temperatur" är temperaturen i kelvin.

Så ett föremål som vid 26,85 (300 K) grader strålar ut 300^4 = 8,1*10^9 "enheter" (vi behöver inte bry oss om enheten). Höjer vi bara temperaturen 10 grader, till 36,85, strålar vi ut 310^4 = 9,2*10^9 "enheter".

Ett klassiskt dilemma: Om du dricker kaffe med mjölk och vill ha kaffet så varmt som möjligt, vilket är bäst om du måste t.ex. svara i telefon? Häll upp kaffet, svara i telefon och sedan hälla i mjölken, eller hälla i mjölken med en gång?

Om du dricker latte och har hälften av varje så dubblerar du volymen men halverar temperaturen (vi tänker idealt att kaffet är 100 grader och mjölken är noll) få du större massa som är 50 grader, mot en mindre massa på 100 grader om du väntar?

Vilket är bäst om du vill ha kaffet så varmt som möjligt? Det icke-linjära sambandet mellan temperatur och utstrålning ger svaret; mjölken först, telefonen sedan. Visst sänker du temperaturen omedelbart, men den bortstrålade värmen sjunker ännu mer (och massan ökar).

Lång historia kort, att kyla något i rymden går utmärkt. Kylflänsar fungerar, precis som på jorden. Strålar man bort för mycket får man problem med kyla, för lite och man får problem med värme. Precis som på jorden.

Edit: Fler teknikaliteter: Värmestrålning är elektromagnetisk strålning, alltså fotoner. I sak finns inget sådant som "värmestrålning", men vi brukar kalla strålning som motsvarar en temperatur som vi upplever som "värme" för sådan, alltså strålning i det infraröda banden. Men är ett föremål bara några kelvin varmt kommer det stråla mikrovågor och är det så hett som solen kommer det stråla i synlig ljus. All elektromagnetiskt strålning från radio till gamma är i den meningen värmestrålning. Helt vanliga fotoner alltså. Helt vanliga elektromagnetiska vågor.

Ala_95: Tack!

MBY:
Bra skrivet! Välformulerade och bra svar. Det är precis så det skall vara

Det skulle behövas fler som du i politiken, till skillnad mot miljöpartisten (?) som vill använda vindkraftverk på bilar...

men hur kan en kall tom omgivning kyla en fläns?? det är ju TOOOOOMT

haha kanske e därför min 6åriga gamla disk som legat på vinden i 2-3 år låter konstigt när den inte använts på några dagar, ej isolerad vind!

Det är lite svårt att veta om du skojar eller är allvarlig efter att fått det förklarat för dig flera gånger nu?

Men vi försöker igen. Med lite enklare språk.

Tänk dig att saker inte kan kylas i vakuum. Fundera på konsekvenserna.

Vad händer när något tillförs värme (från t.ex. ett batteri) utan att det kyls något?
Hur kan Solen värma Jorden när det är 149 600 000 000 meter vakuum mellan oss?
Vad innebär det när ett föremål är så varmt att det glöder?
Vad beror det på att du kan känna värme från en lampa med handen några centimeter från lampan?
Varför håller en termos värmen länge men inte oändligt länge?
Hur kan vi se stjärnor, solen, etc trots att det är "vakuum i rymden"? Hur kan något passera genom vakuum?

Om jag säger till dig att värme är fotoner, eller rättare sagt kan transporteras med fotoner, eftersom värme är energi, vad får det för konsekvenser för ovanstående frågor?

Någon mer som vill guru-klassa MBY?