太阳和地球之间温度接近“绝对零度”

太空的“温度”

正如前文所讲,太空确实是接近“绝对零度”的也就是零下273.15度。之所以说接近是因为还有宇宙的微波背景辐射,才让宇宙的温度比绝对零度高了那么一点点,大约为零下270.4度。

不过,说太空的温度是零下270.4度,其实也不算准确。

这需要结合温度的定义来看。温度是表示物体冷热程度的物理量,微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。

关于分子的热运动,我们来看一个很简单却很著名的实验

在一上一下两个大玻璃瓶中,灌满了不同的气体。一瓶气体有颜色,另一瓶气体没有颜色。并且下面瓶子里的气体密度更大。然后打开两个瓶子之间的隔断,然后通过颜色变化,发现两个瓶子空气开始混合,最后都变成了较浅的颜色。说明两瓶空气混合在了一起。

这种现象就是分子热运动的体现,如果没有分子热运动,那么下面瓶子里的气体密度更大,那两者必然是很明显的分层,而不会相互融合。并且温度越高,气体混合得就越快。

所以,要形成温度。需要满足两个条件:

1需要有微观分子。2还需要微观分子进行热运动。

这就造成了两个极端,如果存在分子,但是分子不进行热运动,那么表现出来的就是真实的绝对零度。但是如果一个地方压根没有分子,或者分子数量极少。那么这或许就不应该叫绝对零度了。应该叫没有温度更合适一点。而太空里就属于这样的情况。那里的分子极少,少的几乎可以忽略,所以也就不存在温度这个概念了。

太空里实际上接近真空物质很少

热量如何到达地球?

在了解了宇宙为何是绝对零度,或者说宇宙没有温度之后。问题依旧没有解决,反而变得更有意思了。为什么太阳散发出的热量,会加热地球,而不会加热宇宙呢?

要解决这个问题,我们需要先了解热量传递的三种方式。

其中热传递和热对流都不是地球获取热量的方式。

热传递是需要两个温度不同的物体相互接触。而热对流则是适用于气体或者液体等流体之间的,同样需要流体之间相互接触。而太空中只有极为稀少的分子,所以自然不能用这两种方式向地球传递热量。

电脑主机的水冷散热等应用了热传递的原理

最后一种便是热辐射了。既然前面两种方法都不能让地球接收到太阳的热量。那就只能依靠最后一种方法了。只要是有温度的物体,都会散发出热辐射,并且温度越高,热辐射越强。

再者,热辐射是一种电磁波,可以在真空中传播,所以自然能够将太阳的热量带给地球。

热辐射如何“加热”地球?

好了,想必到了这里,有人会觉得这个过程应该到这就结束了:热辐射被大气吸收,然后加热了大气。然后就让地球热起来了。

不过,如果是这样就结束的话。会有一个反常识的现象:如果太阳的热辐射是被大气吸收,那么离太阳越近的地方温度越高,也就是海拔越高,温度也应该越高。但是根据我们所了解到的常识:海拔越高,温度越低——所以喜马拉雅山脉才会呈现出白雪皑皑的样子。

这又该如何解释呢?

地球被“加热”的过程示意图

所以这传热过程还没完:太阳热辐射的波长较短,而大气则不容易吸收这种短波。所以只有很少的部分会被大气直接吸收,更多的还是直接穿过了大气,达到地面。

经过地面的反射和吸收,原本的短波被转变成长波之后,就更容易被大气吸收了。所以也就形成了离地面越近,温度越高的规律。

热成像仪也运用了热辐射的原理

热辐射的应用

在知道了地球获取热量的方式之后,人们也开始对这一现象开始研究。从而诞生了很多具体应用。

首先热辐射有一个非常广泛的应用。那就是我们现在广泛使用的测温枪。在疫情爆发后,谁还没有几次被测温枪“支配”的恐惧呢。它利用了上文提到的,温度越高,热辐射越强的规律,直接检测人体的热辐射强度,从不用接触就能测出人的体温。有力地支持了全国的防疫工作。

不仅在地球上,宇宙中的空间站,也要借助热传递的帮忙。因为空间站中的仪器,和宇航员等都会源源不断地产生热量,空间站自身还处于几乎真空的太空中。没有物质和空间站接触,空间站也不是流体,所以热传递和热对流都不能帮助空间站散热。所以空间站需要散热。并且只能通过热辐射的途径散热。

红圈内为国际空间站散热片

看到这里,你可能会感叹原来热辐射的应用还真不少。不过和下面这个比起来,前面的都是小弟。那就是利用热传递可以“隔空传热”和微波可以携带高额能量的特性,将其发展为武器。这类武器可以在瞬间释放出高功率微波能量杀伤目标。目前世界的各大军事强国都在研究。

进入夏季以来全国各地普遍高温,甚至有一些地区竟然破天荒地超过了40摄氏度。就这个温度,就算是呆在室内,不开空调也是满身大汗。不过,这个时候很多有基本常识的朋友可能要产生疑问了。

太阳虽然温度很高,但是太阳和地球中间的太空却是接近绝对零度。

那为什么这热量不能加热太空,反而能隔着这么远来加热地球呢?太空的“温度”正如前文所讲,太空确实是接近“绝对零度”的也就是零下273.15度。

之所以说接近是因为还有宇宙的微波背景辐射,才让宇宙的温度比绝对零度高了那么一点点,大约为零下270.4度。

不过,说太空的温度是零下270.4度,其实也不算准确。

这需要结合温度的定义来看。

温度是表示物体冷热程度的物理量,微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。

关于分子的热运动,我们来看一个很简单却很著名的实验在一上一下两个大玻璃瓶中,灌满了不同的气体。

一瓶气体有颜色,另一瓶气体没有颜色。

并且下面瓶子里的气体密度更大。

然后打开两个瓶子之间的隔断,然后通过颜色变化,发现两个瓶子空气开始混合,最后都变成了较浅的颜色。

说明两瓶空气混合在了一起。

这种现象就是分子热运动的体现,如果没有分子热运动,那么下面瓶子里的气体密度更大,那两者必然是很明显的分层,而不会相互融合。

并且温度越高,气体混合得就越快。

所以,要形成温度。

需要满足两个条件:1需要有微观分子。

2还需要微观分子进行热运动。

这就造成了两个极端,如果存在分子,但是分子不进行热运动,那么表现出来的就是真实的绝对零度。

但是如果一个地方压根没有分子,或者分子数量极少。

那么这或许就不应该叫绝对零度了。

应该叫没有温度更合适一点。

而太空里就属于这样的情况。

那里的分子极少,少的几乎可以忽略,所以也就不存在温度这个概念了。

太空里实际上接近真空物质很少热量如何到达地球?在了解了宇宙为何是绝对零度,或者说宇宙没有温度之后。

问题依旧没有解决,反而变得更有意思了。

为什么太阳散发出的热量,会加热地球,而不会加热宇宙呢?要解决这个问题,我们需要先了解热量传递的三种方式。

其中热传递和热对流都不是地球获取热量的方式。

热传递是需要两个温度不同的物体相互接触。

而热对流则是适用于气体或者液体等流体之间的,同样需要流体之间相互接触。

而太空中只有极为稀少的分子,所以自然不能用这两种方式向地球传递热量。

电脑主机的水冷散热等应用了热传递的原理最后一种便是热辐射了。

既然前面两种方法都不能让地球接收到太阳的热量。

那就只能依靠最后一种方法了。

只要是有温度的物体,都会散发出热辐射,并且温度越高,热辐射越强。

再者,热辐射是一种电磁波,可以在真空中传播,所以自然能够将太阳的热量带给地球。

热辐射如何“加热”地球?好了,想必到了这里,有人会觉得这个过程应该到这就结束了:热辐射被大气吸收,然后加热了大气。

然后就让地球热起来了。

不过,如果是这样就结束的话。

会有一个反常识的现象:如果太阳的热辐射是被大气吸收,那么离太阳越近的地方温度越高,也就是海拔越高,温度也应该越高。

但是根据我们所了解到的常识:海拔越高,温度越低——所以喜马拉雅山脉才会呈现出白雪皑皑的样子。

这又该如何解释呢?地球被“加热”的过程示意图所以这传热过程还没完:太阳热辐射的波长较短,而大气则不容易吸收这种短波。

所以只有很少的部分会被大气直接吸收,更多的还是直接穿过了大气,达到地面。

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