太阳和地球之间温度极低,真空又不导热,热量怎么传到地球?
你知道太空的温度是多少吗?地球的热量来自哪里?地球的温度变化是因为什么?
很久之前,个人一直以为太阳的温度是一路从太阳表面慢慢传输到地球的,所以以太阳为中心,其热能覆盖范围内的整个空间应该都有温度,并且越接近太阳温度就越高。但是随着人类登上太空,我们发现, 太空的环境是真空的,并且温度很低,接近绝对零度(0K,-273.15 )。这是为什么?太阳能晒暖地球,却不能将太空加热?
太阳的温度
我们常说,没有太阳,地球将陷入"大冰期",成为一个"冰球"。因为我们一般认为,地球的热量都是来自于太阳,太阳消失,热量也就随之消失了。那么 太阳的温度是多大呢?它怎么传输到地球?
能量的产生是需要的物质运动的, 而太阳的热量本身就是一种剧烈的核聚变过程。 太阳占据了整个太阳系质量的99.8%往上,高质量的天体内部正遭受着巨大的高压,引力坍缩使得星球内部气温高得离谱,始终处于 离子状态(没有完整的原子结构) 。因此, 很多电子不受原子控制,可以产生交换,这个交换的过程中就产生了能量。
因为太阳最主要的构成元素是氢和氦,在两个元素的电子产生交换的时候,因为电荷之间的差异产生了电子损失,促成类似于核聚变的现象。
太阳内部不间断的核聚变反应作用到太阳表面,催生了大量的光和热,让太阳表面的温度达到近6000度,并渐渐散布到了宇宙当中,其中有 二十亿分之一的光子会来到地球提供光和热。
由此可见,温度的产生是因为粒子的剧烈运动。这种粒子运动速度越强,温度就越高,传输的能量也就越强大。 太阳作为一个"庞然大物",每一秒钟转化的能量要用"亿"的单位来计算,那么它的温度是怎么传播到地球上的?
温度传播
我们常见的温度传播应该是什么样子的?烤火、烧水还有日光浴之类。这些都是温度传播的一种,但其中并不缺乏温度传输的媒介——空气。然而, 太空环境是真空的,就像当于失去了能量传输的媒介,太阳的热量怎么到达地球?
首先这里就要明确一点,就是太空并不是绝对的"真空" , 其中依旧有很多的带电粒子存在,因此,太阳的能量依旧可以传输到其他地方。
前面也说过物质运动和温度的关系, 太空中的粒子数量太少。 虽然这些来自太阳抛洒出的高能电子按照总的分布比例来说,留在太空中的带电粒子也算多了,但是和广袤的太空比起来,就有点少得可怜,又过于分散,因此不能将大量的热度保持下去,温度自然也就低了。
温度的最终表现区别就在于能不能将热量留住,这里就涉及到第二个点,就是地球对温度的保存的作用。
地球的温度变化
如果不考虑其他任何因素,就单是地球上的物质密度就已经远高于太空, 就算到达地球的高能粒子远比太空已经被分散开的能量少得多,但是胜在粒子数量庞大, 可以满足产生足够热量的粒子运动,对"温度"的留存也就更加明显。
太阳的高能粒子到达地球大气层外,除了被反射回的30%,其它基本都被留下,要么是在大气层中,要么就是被地表吸收。
部分被大气层保存的太阳光线在白天的作用并不突出,但是到了晚上,这些温度就会起到作用,相当于给地球盖了一层"棉被" ,还能挡住想从地表溜走的地面辐射。这就是最大的天然"空调"。
也就是说, 地球本身也会有"储藏"能量的作用,还可以防止已经到达地球的热量不会轻易"逃跑" 。而在太空中,没有任何束缚的空间简直就是一个天然的巨无霸活动场,根本就留不住热能,都不用撒手,直接从全世界"路过"就没了。
另外这里说明一点:地球上的总体热量吸收差异并不是非显著,其四季变化并不是因为近远日点,相反我们也能发现,北半球的冬季是近日点。所以, 地球上四季的产生只和太阳照射地球的角度有关。
知识扩展
地球核心也埋藏着大量的能量,这些能量产生的热量并不低于太阳,但是为什么地核依旧是固态,其热量没有被传输到地表呢? 这就是地球的高压作用在维持平衡了。
因为地球的大部分质量都集中在地核上,地核的密度相当大,所有物质都被压得死死地,成为一个非常紧密的固态核心。
就像是我们可以将气态的氧气装进瓶子里成为液态形式的存在一样,这就是高压产生的物质形态的变化。
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