A Nap körülbelül 150 millió kilométerre van a földtől, de minden egyes nap érezhetjük a melegét. Megdöbbentő, hogy egy távolról égő tárgy miként képes ilyen nagy távolságra leadni a hőt.
Nem olyan hőmérsékletről beszélünk, amely alig regisztrálja jelenlétét. 2019-ben Kuvait hőmérséklete 63 ° C-ra érte közvetlen napfény hatására. Ha hosszabb ideig állna ilyen hőmérsékleten, fennáll annak a veszélye, hogy meghal a hőguta miatt. a legtöbb az, hogy a világűr akkor is hideg marad, ha a föld millió kilométernyire perzsel. Tehát miért olyan hideg az űr, ha olyan forró a nap?
Ennek a rejtélyes jelenségnek a megértéséhez fontos először felismerni a két, gyakran felcserélhető módon használt kifejezés: a hő és a hőmérséklet közötti különbséget. / p>
A hő és a hőmérséklet szerepe
Egyszerűbben fogalmazva: a hő az objektum belsejében tárolt energia, míg az objektum forróságát vagy hidegségét a hőfok. Tehát, amikor a hő átkerül egy tárgyra, annak hőmérséklete emelkedik. És csökken a hőmérsékleti érték, ha a hőt kinyerik az objektumból.
Ez a hőátadás három módban történhet: vezetés, konvekció és sugárzás.
A hőátadás vezetés útján szilárd anyagokban történik. Amint a szilárd részecskék felmelegednek, rezegni kezdenek és ütköznek egymással, és közben a hőt a forróbb részecskékből a hidegebbekbe továbbítják.
A konvekció révén történő hőátadás folyadékokban és gázokban megfigyelhető jelenség. Ez a hőátadási mód a szilárd anyagok és a folyadékok közötti felszínen is előfordul.
Amikor a folyadékot felmelegítik, a molekulák felfelé emelkednek, és magukkal viszik a hőenergiát. A szobafűtés a legjobb példa a konvektív hőátadásra.
Amikor a fűtőberendezés felmelegíti a környező levegőt, a levegő hőmérséklete megnő, és a levegő a a szoba. A tetején lévő hűvös levegő kénytelen lefelé mozogni és felmelegedni, konvekciós áramot hozva létre.
A sugárzás útján történő hőátadás olyan folyamat, amelyben az objektum fény formájában hőt bocsát ki. Minden anyag hőmérséklete alapján kis mennyiségű hőenergiát sugároz.
Szobahőmérsékleten minden tárgy, köztük mi emberek, infravörös hullámként sugározza a hőt. A sugárzásnak köszönhető, hogy a hőkamerák még éjszaka is képesek érzékelni a tárgyakat.
Minél forróbb az objektum, annál jobban sugároz. A nap kiváló példa a hősugárzásra, amely átadja a hőt a Naprendszeren.
Most, hogy ismeri a hő és a hőmérséklet közötti különbséget, már nagyon közel állunk a kérdés a cikk címében.
Most már tudjuk, hogy a hőmérséklet csak az anyagot befolyásolja. A térben azonban nincs elegendő részecske, és szinte teljes vákuum és végtelen tér.
Ez azt jelenti, hogy a hő átadása nem hatékony. Lehetetlen átadni a hőt vezetés vagy konvekció útján.
A sugárzás marad az egyetlen lehetőség.
Amikor a nap hője sugárzás formájában egy tárgyra esik, az atomok, amelyek felfelé az objektum el fogja nyelni az energiát. Ez az energia mozgatni kezdi az atomokat rezgéssel, és készteti őket arra, hogy közben hőt termeljenek.
Ezzel a jelenséggel azonban valami érdekes történik. Mivel hőkezelésre nincs mód, a térben lévő tárgyak hőmérséklete sokáig változatlan marad.
A forró tárgyak melegek, a hidegek pedig hidegek.
Ha azonban a nap sugárzása bejut a föld légkörébe, akkor sok energiát kell adni. Ezért a nap sugárzását hőnek érezzük.
Ez természetesen felveti a kérdést: mi történne, ha valamit elhelyeznénk a föld légkörén kívül?
a tér könnyedén megfagyhat vagy megégethet
egy tárgyat a föld légkörén kívül és közvetlen napfényben helyeznek el, 120 ° C körüli hőmérsékletre melegítenék. A föld körüli és a világűrben lévő tárgyak, amelyek nem kapnak közvetlen napfényt, 10 ° C körül vannak.
A 10 ° C hőmérséklet néhány molekula felmelegedéséből adódik, amelyek elkerülik a föld atmoszféráját. Ha azonban megmérjük az égitestek közötti űr hőmérsékletét az űrben, az csak 3 Kelvin az abszolút nulla fölött. / p>
Tehát itt az a fő elvonás, hogy a nap hőmérséklete csak akkor érezhető, ha van anyag, amely felszívja. A térben szinte nincs benne semmi, ezért a hidegség.
A napsütés két oldala
Tudjuk, hogy az árnyékos területek kihűlnek. A legjobb példa erre az éjszakai idő, ahol a hőmérséklet csökken, mivel nincs sugárzás a földnek azt a részét.
Az űrben azonban a dolgok kicsit mások.Igen, a napsugárzás elől elrejtett tárgyak hidegebbek lesznek, mint a napfénybe bejutó foltok, de a különbség meglehetősen drasztikus.
Az űrben lévő tárgy két oldalán két hőmérsékleti szélsőséggel fog szembenézni.
Vegyük például a holdat. A napfénybe eső területeket 127 ° C-ra melegítik, és a hold sötét oldala fagyos -173 ° C-on lesz.
De miért nincs a földnek ugyanaz a hatása? Légkörünknek köszönhetően a nap infravörös hullámai visszaverődnek, és azok, amelyek a föld légkörébe jutnak, egyenletesen eloszlik.
Ezért érezzük a fokozatos hőmérséklet-változást, nem pedig a rendkívüli forróságot vagy hidegséget.
Egy másik példa, amely a hőmérséklet polaritását mutatja az űrben, a nap hatása a Parkerre Solar Probe. A Parker Solar Probe egy NASA-program, ahol egy szondát küldtek az űrbe, hogy tanulmányozzák a napot.
2019 áprilisában a szonda mindössze 15 millió mérföldre volt a naptól. Hogy megvédje magát, hővédő pajzsot használt. míg a szonda többi része -150 ° C-on ült.
A tér a végső termosz
Ha nincs mit felmelegedni, a egy rendszer marad az azonos. Ez a helyzet a térrel. Lehet, hogy a nap sugárzása áthalad rajta, de nincsenek molekulák vagy atomok, amelyek elnyelnék ezt a hőt.
Még akkor is, ha a kőzetet 100 ° C fölé melegíti a napsugárzás, a körülötte lévő tér nem ugyanolyan okból elnyel bármilyen hőmérsékletet. Ha nincs anyag, akkor a hőmérséklet-átvitel nem megy végbe.
Ennélfogva akkor is, ha meleg a nap, a hely hideg marad, mint a jég!