夏天在大太陽底下曬一會就曬得要命,看看宇航員在太空走,防護(hù)服穿得嚴(yán)嚴(yán)實實,太空的溫度零下270度,你說怪不怪?不是太空丟人,是我們不理解熱的傳輸規(guī)律在宇宙中怎么傳播。
我們先看太陽的熱從哪里來,那是一個巨大的火球,巨大的等離子體,它核里面每天在進(jìn)行核聚變,溫度達(dá)到1500萬度,表面5500度。它能量不是通過空氣傳遞,而是變成一種電磁輻射,就是我們現(xiàn)在看到的看不見的輻射,紅外線等等,不用通過什么東西,直接以光速飛出宇宙,這是它能夠來到地球的遠(yuǎn)方很重要的條件。
可是太空與地球不同,它是一個一無所有之地,當(dāng)然不是絕對的,只是空得物質(zhì)密度稀薄,每立方厘米才幾個原子,比地球大氣層稀薄了上億倍。打個不恰當(dāng)?shù)谋确?,如果說地球上的粒子是擠地鐵上下班的話,太空中的粒子就像是仙人掌一樣,隔很遠(yuǎn)才能看到下一個。
傳熱在我們生活中有三法,到了太空上,前兩個辦法都不行。第一個傳導(dǎo),我們手拿一個熱水杯,熱量就傳導(dǎo),靠分子和分子之間碰撞傳遞,太空上顆粒太少,碰不到,不成立。第二個流體,流體是燒開水,熱水上去,冷水下去,必須有空氣和水這種流體,太空用不上,也沒辦法實現(xiàn)。只能用第三種,輻射,太陽就是這個辦法,電磁波傳遞能量,不需要介質(zhì),這是太陽能從太陽傳到地球的唯一辦法。
那問題來了,太陽輻射能都飛過來了,太空怎么可能不冷呢?我們說冷熱無非是說東西里面的分子高興不高興,高興快就熱,快就冷。太空沒有什么東西,太陽的輻射能都像寄快遞,沒人收,不能變成熱量,只能直挺挺地飛過來,越遠(yuǎn)越少,到了廣闊的太空,輻射能已經(jīng)攤得沒多少了。我們說太空溫度低,要么是指稀疏的星塵,要么是指沒有太陽照到,它把自己的熱量都輻射出去了,就降下來溫度,接近零度,就很冷了。
反過來,地球就是熱能接受器,太陽的輻輳到地球,大氣、地面、海洋這些固體接上來了,能量被快速傳遞,使得分子運(yùn)動更加劇烈,溫度當(dāng)然就上來了。更妙的是,還有層大氣層罩著,大氣層的溫室氣體又把地面的熱量反射回來,不讓它跑掉,溫度就穩(wěn)定了,有了可以居住的溫暖家園。
還有一點(diǎn)很好玩,太空里面的冷熱,取決于你能不能曬到太陽,例如,衛(wèi)星,能曬到太陽的一面,可以熱到一百多度,塑料都曬化了,背過太陽的,沒有熱能了,只能自己往外發(fā)散熱量,溫度驟降,到零下,一邊是烤箱,一邊是冰柜子,這種差價就是太空沒有介質(zhì)傳熱量的結(jié)果。
太陽熱傳能量輻射,太空物質(zhì)不夠留,地球有物又有大氣留住了,這三句總結(jié)得不錯,你想想太陽熱太空冷,一點(diǎn)都不繞嘴,你們有這樣的困惑嗎?要是在太空當(dāng)中投個石頭,會是熱還是冷?歡迎在評論中回答。
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