Die Sonne ist ungefähr 150 Millionen Kilometer von der Erde entfernt, aber wir können ihre Wärme jeden Tag spüren. Es ist erstaunlich, wie ein brennendes Objekt aus der Ferne seine Wärme über eine so große Entfernung abgeben kann.
Wir sprechen nicht über Temperaturen, die kaum vorhanden sind. Im Jahr 2019 erreichte die Temperatur in Kuwait unter direkter Sonneneinstrahlung 63 ° C. Wenn Sie bei solchen Temperaturen längere Zeit stehen, besteht die Gefahr, dass Sie an einem Hitzschlag sterben.
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Aber was rätselt das? Das meiste ist, dass der Weltraum kalt bleibt, selbst wenn die Erde Millionen von Kilometern entfernt versengt. Warum ist der Raum so kalt, wenn die Sonne so heiß ist?
Um dieses rätselhafte Phänomen zu verstehen, ist es wichtig, zuerst den Unterschied zwischen den beiden Begriffen zu erkennen, die häufig synonym verwendet werden: Wärme und Temperatur.
Die Rolle von Wärme und Temperatur
In einfachen Worten ist Wärme die in einem Objekt gespeicherte Energie, während die Hitze oder Kälte dieses Objekts durch gemessen wird Temperatur. Wenn also die Wärme auf ein Objekt übertragen wird, steigt seine Temperatur. Der Temperaturwert nimmt ab, wenn dem Objekt Wärme entzogen wird.
Diese Wärmeübertragung kann über drei Modi erfolgen: Leitung, Konvektion und Strahlung.
Die Wärmeübertragung durch Wärmeleitung erfolgt in Festkörpern. Wenn die festen Partikel erhitzt werden, beginnen sie zu vibrieren und miteinander zu kollidieren, wodurch Wärme von heißeren Partikeln auf kältere übertragen wird. Die Wärmeübertragung durch Konvektion ist ein Phänomen, das in Flüssigkeiten und Gasen beobachtet wird. Diese Art der Wärmeübertragung tritt auch an der Oberfläche zwischen Feststoffen und Flüssigkeiten auf.
Wenn die Flüssigkeit erhitzt wird, steigen die Moleküle nach oben und tragen die Wärmeenergie mit sich. Eine Raumheizung ist das beste Beispiel für die konvektive Wärmeübertragung.
Wenn die Heizung die Umgebungsluft erwärmt, steigt die Lufttemperatur und die Luft steigt nach oben der Raum. Die oben vorhandene kühle Luft wird gezwungen, sich nach unten zu bewegen und sich zu erwärmen, wodurch ein Konvektionsstrom erzeugt wird.
Die Wärmeübertragung durch Strahlung ist ein Prozess, bei dem das Objekt Wärme in Form von Licht abgibt. Alle Materialien strahlen je nach Temperatur eine gewisse Menge an Wärmeenergie ab.
Bei Raumtemperatur strahlen alle Objekte, einschließlich uns Menschen, Wärme als Infrarotwellen ab. Aufgrund der Strahlung können Wärmebildkameras Objekte auch nachts erkennen.
Je heißer das Objekt ist, desto mehr strahlt es aus. Die Sonne ist ein hervorragendes Beispiel für Wärmestrahlung, die Wärme über das Sonnensystem überträgt.
Nachdem Sie nun den Unterschied zwischen Wärme und Temperatur kennen, sind wir der Beantwortung der Frage sehr nahe Frage im Titel dieses Artikels gestellt.
Wir wissen jetzt, dass die Temperatur nur die Materie beeinflussen kann. Der Raum enthält jedoch nicht genügend Partikel, und es handelt sich fast um ein vollständiges Vakuum und einen endlosen Raum.
Dies bedeutet, dass die Wärmeübertragung unwirksam ist. Es ist unmöglich, die Wärme durch Wärmeleitung oder Konvektion zu übertragen.
Strahlung bleibt die einzige Möglichkeit.
Wenn die Sonnenwärme in Form von Strahlung auf ein Objekt fällt, die Atome, die sie bilden Das Objekt beginnt Energie zu absorbieren. Diese Energie beginnt, die Atome in Bewegung zu versetzen und sie dabei Wärme erzeugen zu lassen.
Mit diesem Phänomen passiert jedoch etwas Interessantes. Da es keine Möglichkeit gibt, Wärme zu leiten, bleibt die Temperatur der Objekte im Raum lange Zeit gleich.
Heiße Objekte bleiben heiß und kalte Dinge bleiben kalt.
Aber wenn die Sonnenstrahlen in die Erdatmosphäre eintreten, gibt es viel Materie, die mit Energie versorgt werden muss. Daher fühlen wir die Sonnenstrahlung als Wärme.
Dies wirft natürlich die Frage auf: Was würde passieren, wenn wir etwas außerhalb der Erdatmosphäre platzieren?
Der Weltraum kann Sie leicht einfrieren oder verbrennen.
Wann Ein Objekt befindet sich außerhalb der Erdatmosphäre und wird bei direkter Sonneneinstrahlung auf etwa 120 ° C erwärmt. Objekte auf der Erde und im Weltraum, die kein direktes Sonnenlicht erhalten, befinden sich bei etwa 10 ° C.
Die Temperatur von 10 ° C ist auf die Erwärmung einiger Moleküle zurückzuführen, die aus der Erdatmosphäre entweichen. Wenn wir jedoch die Temperatur des leeren Raums zwischen den Himmelskörpern im Raum messen, liegt sie nur 3 Kelvin über dem absoluten Nullpunkt.
Das Wichtigste dabei ist also, dass die Temperatur der Sonne nur gefühlt werden kann, wenn Materie vorhanden ist, um sie zu absorbieren. Der Raum enthält fast keine Materie, daher die Kälte.
Die beiden Seiten der Sonnenwärme
Wir wissen, dass schattige Regionen kalt werden. Das beste Beispiel ist die Nachtzeit, in der die Temperaturen sinken, da keine Strahlung getroffen wird diesen Teil der Erde.
Im Weltraum sieht es jedoch etwas anders aus.Ja, Objekte, die vor der Sonnenstrahlung verborgen sind, sind kälter als die Stellen, die Sonnenlicht empfangen, aber der Unterschied ist ziemlich drastisch.
Das Objekt im Weltraum wird auf seinen beiden Seiten zwei Temperaturextremen ausgesetzt sein.
Nehmen wir zum Beispiel den Mond. Die Bereiche, die das Sonnenlicht erhalten, werden auf 127 ° C erwärmt und die dunkle Seite des Mondes wird bei -173 ° C gefrieren.
Aber warum hat die Erde nicht die gleichen Auswirkungen? Dank unserer Atmosphäre werden die Infrarotwellen der Sonne reflektiert und diejenigen, die in die Erdatmosphäre eintreten, sind gleichmäßig verteilt.
Aus diesem Grund spüren wir eher eine allmähliche Temperaturänderung als extreme Hitze oder Kälte.
Ein weiteres Beispiel, das die Temperaturpolarität im Weltraum zeigt, sind die Auswirkungen der Sonne auf den Parker Sonnensonde Die Parker-Sonnensonde ist ein NASA-Programm, bei dem eine Sonde in den Weltraum geschickt wurde, um die Sonne zu untersuchen.
Im April 2019 war die Sonde nur 24 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt. Es wurde ein Hitzeschild verwendet.
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Die Temperatur des Hitzeschilds, als es mit Sonnenstrahlung bombardiert wurde, betrug 121 ° C. während der Rest der Sonde bei -150 ° C lag.
Raum ist die ultimative Thermoskanne
Wenn es nichts zu erwärmen gibt, ist die Temperatur von ein System bleibt das gleich. Dies ist beim Raum der Fall. Die Sonnenstrahlung kann durch sie wandern, aber es gibt keine Moleküle oder Atome, die diese Wärme absorbieren könnten.
Selbst wenn ein Gestein durch die Sonnenstrahlung über 100 ° C erwärmt wird, wird der Raum um ihn herum dies nicht tun Absorbieren Sie aus demselben Grund jede Temperatur. Wenn dies keine Rolle spielt, findet keine Temperaturübertragung statt.
Selbst wenn die Sonne heiß ist, bleibt der Raum kalt wie Eis!