De zon is ongeveer 150 miljoen kilometer verwijderd van de aarde, maar we kunnen elke dag haar warmte voelen. Het is verbazingwekkend hoe een brandend voorwerp van ver zijn warmte over zon grote afstand kan verspreiden.
We hebben het niet over temperaturen die nauwelijks zijn aanwezigheid registreren. In 2019 bereikte de temperatuur in Koeweit 63 ° C in direct zonlicht. Als je langere tijd bij dergelijke temperaturen zou blijven staan, loop je het risico om te overlijden door een zonnesteek.
GERELATEERD: IS HET AL TIJD OM WETTEN VOOR DE BUITENRUIMTE TE HEBBEN?
Maar wat raadt de het meeste is dat de ruimte koud blijft, zelfs als de aarde miljoenen kilometers verderop verschroeit. Dus waarom is de ruimte zo koud als de zon zo heet is?
Om dit raadselachtige fenomeen te begrijpen, is het belangrijk om eerst het verschil te herkennen tussen de twee termen die vaak door elkaar worden gebruikt: warmte en temperatuur.
De rol van warmte en temperatuur
In eenvoudige bewoordingen is warmte de energie die in een object is opgeslagen, terwijl de warmte of koude van dat object wordt gemeten door temperatuur. Dus wanneer de warmte wordt overgedragen op een object, stijgt de temperatuur. En er is een daling van de temperatuurwaarde wanneer de warmte aan het object wordt onttrokken.
Deze warmteoverdracht kan plaatsvinden via drie modi: geleiding, convectie en straling.
Warmteoverdracht door geleiding vindt plaats in vaste stoffen. Terwijl de vaste deeltjes worden verhit, beginnen ze te trillen en met elkaar in botsing te komen, waarbij warmte wordt overgedragen van warmere deeltjes naar koudere deeltjes.
Warmteoverdracht door convectie is een fenomeen dat wordt waargenomen in vloeistoffen en gassen. Deze manier van warmteoverdracht vindt ook plaats aan het oppervlak tussen vaste stoffen en vloeistoffen.
Wanneer de vloeistof wordt verwarmd, stijgen de moleculen naar boven en dragen ze de warmte-energie met zich mee. Een kamerverwarmer is het beste voorbeeld dat convectieve warmteoverdracht aantoont.
Wanneer de kachel de omringende lucht verwarmt, zal de temperatuur van de lucht stijgen en zal de lucht stijgen naar de top van de Kamer. De koele lucht die bovenaan aanwezig is, wordt gedwongen naar beneden te bewegen en verwarmd te worden, waardoor een convectiestroom ontstaat.
Warmteoverdracht door straling is een proces waarbij het object warmte afgeeft in de vorm van licht. Alle materialen stralen een bepaalde hoeveelheid thermische energie uit op basis van hun temperatuur.
Bij kamertemperatuur stralen alle objecten, ook wij mensen, warmte uit als infraroodgolven. Door straling kunnen warmtebeeldcameras zelfs s nachts objecten detecteren.
Hoe heter het object, hoe meer het zal uitstralen. De zon is een uitstekend voorbeeld van warmtestraling die warmte overdraagt over het zonnestelsel.
Nu je het verschil kent tussen warmte en temperatuur, zijn we heel dicht bij het beantwoorden van de vraag gesteld in de titel van dit artikel.
We weten nu dat temperatuur alleen materie kan beïnvloeden. De ruimte bevat echter niet genoeg deeltjes en het is bijna een volledig vacuüm en oneindige ruimte.
Dit betekent dat het overbrengen van warmte niet effectief is. Het is onmogelijk om de warmte door geleiding of convectie over te dragen.
Straling blijft de enige mogelijkheid.
Wanneer de warmte van de zon in de vorm van straling op een object valt, worden de atomen die omhoog begint het object energie te absorberen. Deze energie begint de atomen te laten trillen en zorgt ervoor dat ze tijdens het proces warmte produceren.
Bij dit fenomeen gebeurt er echter iets interessants. Omdat er geen manier is om warmte te geleiden, blijft de temperatuur van de objecten in de ruimte lange tijd hetzelfde.
Hete objecten blijven warm en koude dingen blijven koud.
Maar wanneer de straling van de zon de atmosfeer van de aarde binnendringt, is er veel materie om van energie te voorzien. Daarom voelen we de straling van de zon als warmte.
Dit roept natuurlijk de vraag op: wat zou er gebeuren als we iets buiten de atmosfeer van de aarde plaatsen?
ruimte kan je gemakkelijk bevriezen of verbranden
Wanneer een object wordt buiten de atmosfeer van de aarde geplaatst en in direct zonlicht wordt het verwarmd tot ongeveer 120 ° C.Voorwerpen rond de aarde en in de ruimte die geen direct zonlicht ontvangen, bevinden zich rond de 10 ° C.
De temperatuur van 10 ° C wordt veroorzaakt door de verhitting van sommige moleculen die uit de atmosfeer van de aarde ontsnappen. Als we echter de temperatuur van de lege ruimte tussen de hemellichamen in de ruimte meten, is deze slechts 3 Kelvin boven het absolute nulpunt.
Dus de belangrijkste afhaalmaaltijd is dat de temperatuur van de zon alleen kan worden gevoeld als er materie is om deze op te nemen. de ruimte heeft bijna geen materie, vandaar de kou.
De twee kanten van de hitte van de zon
We weten dat schaduwrijke gebieden koud worden. Het beste voorbeeld is s nachts waar de temperaturen dalen omdat er geen straling is ting dat deel van de aarde.
In de ruimte zijn de dingen echter een beetje anders.Ja, objecten die verborgen zijn voor de straling van de zon, zullen kouder zijn dan de plekken die zonlicht ontvangen, maar het verschil is behoorlijk drastisch.
Het object in de ruimte zal aan zijn twee kanten te maken krijgen met twee extreme temperaturen.
Laten we bijvoorbeeld de maan nemen. De gebieden die het zonlicht krijgen, worden verwarmd tot 127 ° C en de donkere kant van de maan is -173 ° C.
Maar waarom heeft de aarde niet dezelfde effecten? Dankzij onze atmosfeer worden de infraroodgolven van de zon weerkaatst en zijn de golven die de atmosfeer van de aarde binnenkomen gelijkmatig gedistribueerd.
Daarom voelen we een geleidelijke temperatuurverandering in plaats van extreme hitte of koude.
Een ander voorbeeld dat de temperatuurpolariteit in de ruimte laat zien, zijn de effecten van de zon op de Parker Solar Probe. De Parker Solar Probe is een NASA-programma waarbij een sonde naar de ruimte werd gestuurd om de zon te bestuderen.
In april 2019 was de sonde slechts 25 miljoen mijl verwijderd van de zon. Om zichzelf te beschermen, het gebruikte een hitteschild.
GERELATEERD: 7 GEMEENSCHAPPELIJKE RUIMTE MYTHES ONTBONDEN DOOR WERKELIJKE ASTRONAUTEN EN WETENSCHAP
De temperatuur van het hitteschild toen het werd gebombardeerd met de straling van de zon was 121 ° C terwijl de rest van de sonde op -150 ° C stond.
Ruimte is de ultieme thermoskan
Als er niets te verwarmen is, is de temperatuur van een systeem blijft het dezelfde. Dit is het geval met ruimte. De straling van de zon kan erdoorheen gaan, maar er zijn geen moleculen of atomen om die warmte op te nemen.
Zelfs wanneer een rots door de straling van de zon boven de 100 ° C wordt verwarmd, zal de ruimte eromheen niet om dezelfde reden elke temperatuur absorberen. Als er niets is, vindt er geen temperatuuroverdracht plaats.
Dus zelfs als de zon heet is, blijft de ruimte koud als ijs!