太陽は地球から約1億5000万キロメートル離れていますが、私たちは毎日その暖かさを感じることができます。遠くから燃えている物体がこんなに長い距離に熱を放つことができるのは驚くべきことです。
その存在をほとんど記録しない温度については話していません。 2019年、クウェートの気温は直射日光の下で63°Cに達しました。このような温度で長時間立っていると、熱射病で死亡するリスクがあります。
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しかし、何が困惑しますか？ほとんどの場合、地球が数百万キロ離れた場所で焼け焦げても、宇宙空間は冷たいままです。では、太陽がとても暑いのに、なぜ宇宙はこんなに寒いのでしょうか？
この不可解な現象を理解するには、熱と温度という同じ意味でよく使われる2つの用語の違いを最初に認識することが重要です。
熱と温度の役割
簡単に言うと、熱は物体の内部に蓄えられたエネルギーであり、その物体の熱さまたは冷たさは次のように測定されます。温度。そのため、熱が物体に伝わると、その温度が上昇します。また、オブジェクトから熱が抽出されると、温度値が低下します。
この熱伝達は、伝導、対流、放射の3つのモードで発生する可能性があります。
伝導による熱伝達は固体で発生します。固体粒子が加熱されると、それらは振動して互いに衝突し始め、その過程で高温の粒子から低温の粒子に熱を伝達します。
対流による熱伝達は、液体や気体内で観察される現象です。この熱伝達モードは、固体と流体の間の表面でも発生します。
流体が加熱されると、分子は上向きに上昇し、熱エネルギーを一緒に運びます。対流熱伝達を示す最良の例は、ルームヒーターです。
ヒーターが周囲の空気を加熱すると、空気の温度が上昇し、空気が上部に上昇します。部屋。上部にある冷気は強制的に下降して加熱され、対流が発生します。
輻射による熱伝達は、物体が光の形で熱を放出するプロセスです。すべての材料は、その温度に基づいてある程度の熱エネルギーを放射します。
室温では、私たち人間を含むすべての物体が赤外線として熱を放射します。赤外線カメラが夜間でも物体を検出できるのは放射によるものです。
物体が高温になるほど、放射が多くなります。太陽は、太陽系全体に熱を伝達する熱放射の優れた例です。
熱と温度の違いがわかったので、私たちは答えに非常に近づいています。この記事のタイトルで提起された質問。
温度は物質にのみ影響を与えることができることがわかっています。ただし、スペースには十分な粒子がなく、ほぼ完全な真空で無限のスペースです。
これは、熱の伝達が効果的でないことを意味します。伝導または対流によって熱を伝達することは不可能です。
放射が唯一の可能性です。
放射の形で太陽の熱が物体に当たると、オブジェクトが上がると、エネルギーの吸収が始まります。このエネルギーが原子を動かし始め、その過程で原子を振動させて熱を発生させます。
しかし、この現象では、何か面白いことが起こります。熱を伝導する方法がないため、空間内の物体の温度は長期間同じままです。
熱い物体は熱いままで、冷たいものは冷たいままです。
しかし、太陽の放射が地球の大気に入るとき、エネルギーを与えるべき多くの問題があります。したがって、私たちは太陽の放射を熱として感じます。
これは当然のことながら疑問を投げかけます。地球の大気の外に何かを置くとどうなるでしょうか？
宇宙は簡単に凍ったり燃えたりする可能性があります
いつ物体は地球の大気圏外に置かれ、直射日光が当たると約120°Cに加熱されます。地球の周囲や直射日光が当たらない宇宙空間の物体は約10°Cになります。
10°Cの温度は、地球の大気から逃げるいくつかの分子の加熱によるものです。しかし、宇宙の天体間の空の空間の温度を測定すると、絶対ゼロよりわずか3ケルビン上です。
つまり、ここでの主なポイントは、太陽の温度は、それを吸収する物質がある場合にのみ感じることができるということです。空間にはほとんど問題がないため、寒さです。
太陽の熱の両側
日陰の領域が冷えることはわかっています。最も良い例は、放射が当たらないために気温が下がる夜間です。地球のその部分に。
ただし、宇宙では状況が少し異なります。はい、太陽の放射から隠されているオブジェクトは、太陽光を受け取るスポットよりも低温になりますが、その差は非常に大きくなります。
宇宙のオブジェクトは、その両側で2つの極端な温度に直面します。
月を例にとってみましょう。日光が当たる場所は127°Cに加熱され、月の暗い側は氷点下-173°Cになります。
しかし、なぜ地球は同じ効果を持たないのですか？私たちの大気のおかげで、太陽からの赤外線が反射され、地球の大気に入る赤外線は均一になります
これが、極端な暑さや寒さではなく、徐々に温度変化を感じる理由です。
宇宙の温度極性を示す別の例は、パーカーに対する太陽の影響です。ソーラープローブ。パーカーソーラープローブは、太陽を研究するためにプローブが宇宙に送られたNASAプログラムです。
2019年4月、プローブは太陽からわずか1,500万マイル離れていました。それ自体を保護するために、ヒートシールドを使用しました。
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太陽の放射が当たったときのヒートシールドの温度は121°Cでした。プローブの残りの部分は-150°Cにあります。
宇宙は究極の熱です
加熱するものがない場合、システムは残ります同じ。これはスペースの場合です。太陽の放射は太陽の放射を通過する可能性がありますが、その熱を吸収する分子や原子はありません。
岩が太陽の放射によって100°Cを超えて加熱されても、その周囲の空間は通過しません。同じ理由でどんな温度でも吸収します。何があっても温度伝達は起こりません。
したがって、太陽が熱くても、空間は氷のように冷たいままです！