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太阳和地球之间的宇宙那么冷,热量是怎么传到地球的?

 阳春雪竹轩 2020-11-16

地球是一个非常特别的行星,因为在地球是唯一有生命的一个星球,它拥有着水资源和大气层,大气层,这些因素让地球产生了生命。对于地球上的生命来说,太阳有着不可代替的作用,是太阳给地球提供了光和热,可以说没有太阳也就没有地球生物的存在。

众所周知,太阳的表面温度高达5500摄氏度,而核心温度由于发生着核聚变反应更是高达2000万摄氏度,有高温就会有低温,与太阳的高温相比,太空中的低温就比较突出了,因此在太空中的宇航员不仅需要带着厚厚的氧气瓶,而且还得穿上厚厚的保暖服。

太阳和地球之间的宇宙为什么这么冷?

温度的实质

从宏观上来说温度是表示物体冷热程度的一个物理量,微观上来讲温度是物体分子热运动的剧烈程度。简单的来理解一下温度,人类对于温度最直观的感受就是冷暖变化,比如冷了穿衣,热了脱衣,而从微观上就是物体分子的热运动反应越剧烈时,温度也就越高,物体分子的热运动越不剧烈时,温度也就越低,这也是为什么温度没有上限却有下限的原因,从这个方面来说,温度与物质是分不开的,即温度的传递离不开微观世界的粒子。

热传递的三种方式

热传导:从温度较高的物体传给温度较低的物体,是固体中热传递的主要方式;热对流:是指液体或气体之间通过流动的方式来传热,是液体和气体中热传递的主要方式,而在气体之间最为明显;热辐射:是由物体沿直线向外射出,这种方式不需要任何介质。

太空环境

太空中的环境是趋近于真空的,物质的密度比较低,分子与分子之间的距离非常大。而太空中的每立方厘米几个原子和地球上每立方厘米2.7*10的19次方个分子比起来,太空中可以说得上是真空环境了,对于这么少的粒子而言,太空实在是太过于空旷了。据科学家研究发现,在太空中温度是有两个极限的,在阳面的空间最高温度可以达到120多摄氏度,而阴面的空间温度却低至-150多摄氏度,最低接近绝对零度。

从温度的定义上不难发现,温度需要载体传播,因此太空中的温度只能通过热辐射的形式来传递,而在太空中粒子太少,趋近于真空状态,粒子无法发生强烈碰撞自然温度也就比较低了。

打个比方来说,保温杯就是利用真空的原理,在内胆和外层之间有个真空夹层,温度无法在真空中扩散,就实现了保温的效果,保温杯的例子就可以形象地解释了为什么太阳和地球之间的宇宙温度很低的原因。

太阳距离地球1.5亿公里,是如何把“热”传递给地球的?

而太阳的热量之所以能够传到地球,并转化为地球的温度,主要就是因为——电磁波。

太阳在电磁波谱上发出多种波长的辐射,包括红外线、紫外线以及X射线等等,所以从本质上说,太阳光是太阳的电磁辐射,所谓电磁辐射是由空间共同移送的电能量和磁能量所组成,而我们平常所说的阳光,就是太阳电磁辐射中的一个很小的波段而已。

在宇宙的真空条件下,电磁辐射的传播比较快,但当太阳光到达地球上之后,阳光就会首先和地球上的大气层进行作用,大气层中的粒子再不断运动就产生了热量,把热量传递给物质,然后物质就有了温度,物质再把热量传给人体,这才让人体感受到理冷热温度。

在这个过程中,地球的磁场以及大气层也发挥着重要的作用,当太阳辐射进入地球大气层中,产生的热效应会降低,同时大气层会把吸收太阳辐射的热量保存起来,让地球有一个适宜的温度,除了大气层,还有地球强大的磁场可以有效抵挡太阳辐射,让太阳适量的辐射到达地球,给地球带来适宜的温度。所以地球正是由于有大气层与磁场的保护,才会使地球上的温度处于一个适宜的状态。

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