Huvitav

Miks on kosmos külm, kui päike on kuum

Miks on kosmos külm, kui päike on kuum

Päike on umbes 150 miljonit kilomeetrit eemal maast, kuid selle soojust võime tunda iga päev. On hämmastav, kuidas kaugelt põlev objekt suudab oma soojust nii suurele kaugusele heita.

Me ei räägi temperatuuridest, mis selle olemasolu vaevu registreerivad. 2019. aastal tabas Kuveidi temperatuur 63 ° C otsese päikesevalguse käes. Kui peaksite sellistel temperatuuridel pikemat aega seisma, on oht kuumarabandusse surra.

SEOTUD: KAS ON JUBA AEG VÄLISELE RUUMILE SEADUSED?

Kuid kõige rohkem mõistatab see, et kosmos jääb külmaks ka siis, kui maa põletab miljoneid kilomeetreid eemal. Niisiis, miks on kosmos nii külm, kui päike on nii kuum?

Selle mõistatusliku nähtuse mõistmiseks on oluline kõigepealt ära tunda erinevus kahe sageli vastastikku kasutatava mõiste vahel: soojus ja temperatuur.

Soojuse ja temperatuuri roll

Lihtsamalt öeldes kuumus on objekti sees salvestatud energia, samal ajal kui selle eseme kuumust või külmust mõõdetakse temperatuur. Niisiis, kui soojus kandub objektile, tõuseb selle temperatuur. Ja objektist soojuse eraldamisel on temperatuuri väärtus langenud.

See soojusülekanne võib toimuda kolme režiimi kaudu: juhtivus, konvektsioon, ja kiirgus.

Soojusülekanne läbi juhtivus esineb tahketes ainetes. Tahkete osakeste kuumutamisel hakkavad nad vibreerima ja üksteisega kokku põrkama, kandes soojuse protsessi käigus kuumematest osakestest külmemateks.

Soojusülekanne läbi konvektsioon on nähtus, mida täheldatakse vedelikes ja gaasides. See soojusülekande režiim toimub ka tahkete ainete ja vedelike vahel.

Vedeliku kuumutamisel tõusevad molekulid ülespoole ja kannavad soojusenergiat koos nendega. Parim näide konvektiivsest soojusülekandest on toaküte.

Kui kütteseade soojendab ümbritsevat õhku, tõuseb õhu temperatuur ja õhk tõuseb ruumi ülaossa. Ülaosas olev jahe õhk on sunnitud liikuma alla ja kuumenema, tekitades konvektsioonivoolu.

Soojusülekanne läbi kiirgus on protsess, mille käigus objekt eraldab soojust valguse kujul. Kõik materjalid kiirgavad temperatuuri põhjal teatud koguse soojusenergiat.

Toatemperatuuril kiirgavad kõik objektid, ka meie, inimesed, infrapuna lainetena. Kiirguse tõttu suudavad termokaamerad objekte tuvastada ka öösel.

Mida kuumem on objekt, seda rohkem see kiirgab. Päike on suurepärane näide soojuskiirgusest, mis kannab soojust üle päikesesüsteemi.

Nüüd, kui teate kuumuse ja temperatuuri erinevust, oleme selle artikli pealkirjas esitatud küsimusele vastamiseks väga lähedal.

Nüüd teame, et temperatuur võib mõjutada ainult ainet. Kuid ruumis pole selles piisavalt osakesi ja see on peaaegu täielik vaakum ja lõputu ruum.

See tähendab, et soojuse ülekandmine on ebaefektiivne. Soojuse juhtimine või konvektsioon on võimatu.

Kiirgus jääb ainsaks võimaluseks.

Kui päikese soojus kiirguse kujul langeb objektile, hakkavad objekti moodustavad aatomid energiat neelama. See energia hakkab aatomeid vibreerima ja paneb need protsessi käigus soojust tootma.

Kuid selle nähtusega juhtub midagi huvitavat. Kuna soojust pole võimalik juhtida, jääb ruumis olevate objektide temperatuur pikka aega samaks.

Kuumad esemed jäävad kuumaks ja külmad asjad külmaks.

Kuid kui päikesekiirgus satub maa atmosfääri, on energiat vaja palju. Seega tunneme päikesekiirgust kuumusena.

See tekitab loomulikult küsimuse: mis juhtuks, kui asetaksime midagi väljaspool maa atmosfääri?

Ruum võib teid kergelt külmuda või põletada

Kui objekt asetatakse väljaspool maakera atmosfääri ja otsese päikesevalguse kätte, kuumutatakse see ümbruskonda 120 ° C. Ümber maa ja kosmoses asuvad objektid, mis otsest päikesevalgust ei saa, on ümberringi 10 ° C.

The 10 ° C temperatuur on tingitud mõnede Maa atmosfäärist väljuvate molekulide kuumutamisest. Kui me aga mõõdame kosmoses olevate taevakehade vahelise tühja ruumi temperatuuri, on see õiglane 3 kelvinit üle absoluutse nulli.

Niisiis on siin peamine väljavõte see, et päikese temperatuuri saab tunda ainult siis, kui on olemas ainet selle imamiseks. ruumis pole selles peaaegu mingit asja; sellest ka külm.

Päikesesoojuse kaks külge

Me teame, et varjutatud piirkonnad muutuvad külmaks. Parim näide on öine aeg, kus temperatuurid langevad, kuna seda maaosa ei taba kiirgus.

Kosmoses on asjad aga veidi teisiti. Jah, päikesekiirguse eest varjatud esemed on külmemad kui päikesevalgust saavad laigud, kuid erinevus on üsna drastiline.

Kosmoses olev objekt seisab kahelt küljelt kahe äärmusliku temperatuuri ees.

Võtame näiteks kuu. Päikesevalgust saavad piirkonnad kuumutatakse 127 ° C ja kuu varjukülg on külmunud -173 ° C.

Kuid miks ei ole maakeral samu tagajärgi? Tänu meie atmosfäärile peegelduvad päikesepoolsed infrapunalained ja Maa atmosfääri sisenevad ained jaotuvad ühtlaselt.

Seetõttu tunneme temperatuuri järkjärgulist muutumist, mitte äärmist kuumust või külmust.

Teine näide, mis näitab temperatuuri polaarsust ruumis, on päikese mõju Parkeri päikesesondile. Parker Solar Probe on NASA programm, kus kosmosesse saadeti sond päikese uurimiseks.

2019. aasta aprillis oli sond õiglane 15 miljonit miili eemal päikesest. Enda kaitsmiseks kasutas ta kuumakaitset.

SEOTUD: 7 TEGELIKU ASTRONAUTI JA TEADUSEGA KOOSTATUD ÜHIST KOSMOSMÜÜTI

Kuumakaitse temperatuur, kui seda pommitati päikesekiirgusega, oli 121 ° C samal ajal kui ülejäänud sond istus -150 ° C.

Kosmos on ülim termos

Kui soojendada pole midagi, jääb süsteemi temperatuur samaks. Kosmosega on nii. Päikese kiirgus võib selle kaudu liikuda, kuid selle soojuse neelamiseks pole molekule ega aatomeid.

Isegi siis, kui kivi kuumutatakse kõrgemal 100 ° C päikesekiirguse mõjul ei neeru tema ümbritsev ruum temperatuuri samal põhjusel. Kui ainet pole, temperatuuri ülekandmist ei toimu.

Seega, isegi kui päike on kuum, jääb ruum külm kui jää!


Vaata videot: Muinasjutt aastaajad (Jaanuar 2022).