Il sole è a circa 150 milioni di chilometri dalla terra, ma possiamo sentire il suo calore ogni singolo giorno. È sorprendente come un oggetto in fiamme da molto lontano possa proiettare il suo calore su una distanza così grande.
Non stiamo parlando di temperature che registrano a malapena la sua presenza. Nel 2019, la temperatura del Kuwait ha raggiunto i 63 ° C sotto la luce solare diretta. Se dovessi resistere per un lungo periodo a tali temperature, rischieresti di morire per un colpo di calore.
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Ma cosa lascia perplessi il soprattutto è che lo spazio esterno rimane freddo anche quando la terra brucia a milioni di chilometri di distanza. Allora, perché lo spazio è così freddo se il sole è così caldo?
Per comprendere questo fenomeno sconcertante, è importante prima riconoscere la differenza tra i due termini che sono spesso usati in modo intercambiabile: calore e temperatura.
Il ruolo del calore e della temperatura
In termini semplici, il calore è lenergia immagazzinata allinterno di un oggetto, mentre il calore o il freddo di quelloggetto viene misurato da temperatura. Quindi, quando il calore viene trasferito a un oggetto, la sua temperatura aumenta. Inoltre, il valore della temperatura diminuisce quando il calore viene estratto dalloggetto.
Questo trasferimento di calore può avvenire attraverso tre modalità: conduzione, convezione e irraggiamento.
Il trasferimento di calore per conduzione avviene nei solidi. Quando le particelle solide vengono riscaldate, iniziano a vibrare e a scontrarsi tra loro, trasferendo il calore nel processo dalle particelle più calde a quelle più fredde.
Il trasferimento di calore per convezione è un fenomeno osservato allinterno di liquidi e gas. Questa modalità di trasferimento del calore si verifica anche sulla superficie tra solidi e fluidi.
Quando il fluido viene riscaldato, le molecole salgono verso lalto e portano con sé lenergia termica. Un riscaldatore per ambienti è il miglior esempio che dimostra il trasferimento di calore per convezione.
Quando il riscaldatore riscalda laria circostante, la temperatura dellaria aumenterà e laria salirà verso lalto la stanza. Laria fresca presente nella parte superiore è costretta a scendere e riscaldarsi, creando una corrente di convezione.
Il trasferimento di calore per irraggiamento è un processo in cui loggetto rilascia calore sotto forma di luce. Tutti i materiali irradiano una certa quantità di energia termica in base alla loro temperatura.
A temperatura ambiente, tutti gli oggetti, inclusi noi umani, irradiano calore come onde infrarosse. È a causa della radiazione che le termocamere possono rilevare oggetti anche durante la notte.
Più loggetto è caldo, più si irradierà. Il sole è un eccellente esempio di radiazione termica che trasferisce il calore attraverso il sistema solare.
Ora che conosci la differenza tra calore e temperatura, siamo molto vicini a rispondere al domanda posta nel titolo di questo articolo.
Ora sappiamo che la temperatura può influenzare solo la materia. Tuttavia, lo spazio non contiene abbastanza particelle ed è quasi un vuoto completo e uno spazio infinito.
Ciò significa che il trasferimento di calore è inefficace. È impossibile trasferire il calore per conduzione o convezione.
La radiazione rimane lunica possibilità.
Quando il calore del sole sotto forma di radiazione cade su un oggetto, gli atomi che formano loggetto inizierà ad assorbire energia. Questa energia inizia a muovere gli atomi che vibrano e nel processo li fa produrre calore.
Tuttavia, con questo fenomeno, accade qualcosa di interessante. Poiché non cè modo di condurre il calore, la temperatura degli oggetti nello spazio rimarrà la stessa per molto tempo.
Gli oggetti caldi rimangono caldi e le cose fredde rimangono fredde.
Ma, quando le radiazioni del sole entrano nellatmosfera terrestre, cè molta materia da energizzare. Quindi, sentiamo la radiazione del sole come calore.
Questo pone naturalmente la domanda: cosa succederebbe se mettessimo qualcosa al di fuori dellatmosfera terrestre?
lo spazio può congelarti o bruciarti con facilità
Quando un oggetto è posizionato al di fuori dellatmosfera terrestre e alla luce solare diretta, verrebbe riscaldato a circa 120 ° C.Gli oggetti intorno alla terra e nello spazio esterno che non ricevono luce solare diretta si trovano a circa 10 ° C.
La temperatura di 10 ° C è dovuta al riscaldamento di alcune molecole che sfuggono allatmosfera terrestre. Tuttavia, se misuriamo la temperatura dello spazio vuoto tra i corpi celesti nello spazio, è di soli 3 Kelvin sopra lo zero assoluto.
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Quindi, la conclusione principale qui è che la temperatura del sole può essere percepita solo se cè materia che la assorbe, lo spazio non contiene quasi materia; da qui il freddo.
I due lati del calore del sole
Sappiamo che le regioni ombreggiate diventano fredde. Lesempio migliore è la notte, dove le temperature diminuiscono poiché non ci sono radiazioni colpite ting quella parte della terra.
Tuttavia, nello spazio, le cose sono leggermente diverse.Sì, gli oggetti che sono nascosti dalla radiazione solare saranno più freddi delle macchie che ricevono la luce solare, ma la differenza è piuttosto drastica.
Loggetto nello spazio dovrà affrontare due temperature estreme sui suoi due lati.
Prendiamo ad esempio la luna. Le aree che ricevono la luce solare sono riscaldate a 127 ° C e il lato oscuro della luna sarà a -173 ° C.
Ma perché la terra non ha gli stessi effetti? Grazie alla nostra atmosfera, le onde infrarosse del sole vengono riflesse e quelle che entrano nellatmosfera terrestre sono in modo uniforme distribuito.
Questo è il motivo per cui avvertiamo un graduale cambiamento di temperatura piuttosto che un caldo o un freddo estremi.
Un altro esempio che mostra la polarità della temperatura nello spazio sono gli effetti del sole sulla Parker Solar Probe. Parker Solar Probe è un programma della NASA in cui una sonda è stata inviata nello spazio per studiare il sole.
Nellaprile 2019, la sonda era a soli 15 milioni di miglia dal sole. Per proteggersi, usava uno scudo termico.
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La temperatura dello scudo termico quando è stato bombardato dalla radiazione solare era di 121 ° C mentre il resto della sonda si trovava a -150 ° C.
Lo spazio è il termos definitivo
Quando non cè niente da riscaldare, la temperatura un sistema rimane il stesso. Questo è il caso dello spazio. La radiazione solare può attraversarla, ma non ci sono molecole o atomi in grado di assorbire quel calore.
Anche quando una roccia viene riscaldata a più di 100 ° C dalla radiazione solare, lo spazio circostante non lo farà. assorbe qualsiasi temperatura per lo stesso motivo. Quando non cè materia, il trasferimento della temperatura non avviene.
Quindi, anche quando il sole è caldo, lo spazio rimane freddo come il ghiaccio!