太阳和地球之间的太空冷到不行,为何太阳光照到地球却能变热?

如题所述

地球地表的热量主要都是来自太阳光的辐射,太阳光辐射主要是黑体辐射,太阳光为地球上所有的生物提供了热量。

太阳的表面温度达到了6000℃,太阳中心温度接近2000万℃,那就有疑问了,太阳温度这么高,为什么到达地球上温度却是刚刚好呢?

这可能得益于地球的地理位置,由于地球的位置和太阳之间的距离保持的非常完美,当它们之间的距离太紧的时候可能地球就真的被烤成火炉了。还有就是地球有大气层的保护,在地球上不管是土地还是水体,都可以吸收一部分的热量,并把这些热量固定在地球上,所以地球的温度才会保持在一个合适的状态。

太阳的热量那么大,我们就在思考为什么地球和太阳的太空之间却是冷的?

先来说热量是怎么才能传播的,根据物理知识,热量的传播有三种途径,传导,辐射和对流。

传导:最直观的例子就是冬天在火炉边烤手,传导要求的必须是有传导介质;

对流:就是当分子运动加快,就会推动周边的空气分子剧烈运动,成波形将热量传递出去。

当我们在火炉边的时候,尽管没有肢体接触火源,但是依旧会感觉到温度这就是空气的传导作用;辐射:红外线取暖器就是这个原理。

在地球和太阳之间的太空中,要想有热量,就必须有这三种途径中的一种。

我们都知道太空是一个真空的环境,所以是不会存在对流,传导是需要介质的那传导也是不可能的,因此只剩下辐射。太阳光辐射可以让物体表面加温,但是在太空中微波和可见光一晃而过,没有物质吸收或者暂留这些光线。这也就是说三种热量传递的方式都不行,自然在太空中是没有温度的。

太空是个真空环境,光虽然可以在真空中传播,但是问题是温度不可以,温度是需要介质的。温度在本质上是分子的高速运动,而在太空中每立方厘米也就只有那么几个原子,再怎么高速运动都不会产生温度的。

太阳的热量照向地球的时候,也是由于地球和太阳之间的真空环境中没有可以传导热量的介质。因此地球和太阳之间的太空中温度一直那么低。

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第1个回答  2020-09-20

“太空是真的空”

“太空是真的空”,这不是一句玩笑话,而是真实情况就是如此。要了解这个问题,我们要先从宇宙的一些基本属性说起。

根据普朗克卫星最新的观测结果来看,目前为止,宇宙在千分之六的精度上是平坦的。这里的“平坦”并不是很多人理解的那样在一块平地,而是说宇宙在大尺度上几乎是不弯曲的。

在此基础上,科学家提出了一个概念:宇宙临界密度。所谓的宇宙临界密度是指,

根据爱因斯坦的广义相对论,一个以物质为主的宇宙停止膨胀的时候,所对应的宇宙密度。

由此,我们以得出一个关于宇宙临界密度的公式:

公式看不懂其实没关系的,我们只要知道,当把哈勃常数已经是上面的“H”取值为70 (km/s·Mpc),所对应的宇宙临界密度就是p=0.9*10^-29(g/cm^3),如果把宇宙中的物质都视为氢原子,这个密度大概就是1立方米内只有一个氢原子,这个空旷的程度是我们目前在任何一个实验室都做不出的,科学家所做到最好的“真空”都比这个密度大得多。

而根据普朗克卫星观测到的宇宙微波背景辐射得到的哈勃常数H其实是很接近于70的,也就是说,宇宙的真实密度非常接近于一立方米只有一个氢原子的状态。所以,太空其实是非常非常地空,几乎接近于真空。

太空会体现出温度么?

根据经典物理学对于温度的定义:

在微观世界中,分子热运动的剧烈程度。

由于太空的这种接近于“真空”的状态。所以实际上,太空并不能明显地体现出温度来,也就是说,如果有个人在太空中没宇航服,那他其实不会被冻死,而是因为压强太低,导致体液沸腾而死,或者是因为压强太低,导致肺功能障碍而死(也就是憋死)。因此,太空并不是冷到不行,而是很难显现出温度来。

所以,当阳光穿过太空的过程中,由于宇宙的密度实在太低,温度其实很难被表达出来。说白了就是,太阳光可以在宇宙空间中畅通,很少能撞到分子和原子,让其热运动加剧。也就没有所谓的给太阳加热的作用了。

太阳为什么能把热量传递给地球

而相比于太空的密度,地球的物质密度就大太多太多了,是由大量的分子和原子构成的,它们是可以吸收到大量的热让自身的热运动急剧的。

太阳辐射可以使得地球的分子热运动加剧,反映到宏观上,就是地球变热。而且这些热,并不是一下子消散掉,而是一部分热量被地球通过大气和水的比热容给锁住了。

当然,变热也有很多种方式,热对流,热辐射和热传导。太阳传递过地球热量的主要方式就是热辐射。而地球将这些热分摊到各个地方就会利用到热传导和热对流。

不仅如此,由于地球有足够厚度并且成分比较合理的大气层,所以可以锁住一部分热量,不会让热快速消散。其次,地球表面存在大量的水,我们都知道水的比热容很大,水也可以锁住大量的热量。基于这两点因素,所以地球的昼夜温差并不大。

在太阳系内,地球的能量来源就是太阳,没有太阳辐射,地球可能还转,但是地球上的生命就会消灭殆尽。而这些热量之所以没有在光子的传递过程中被带走,就是因为宇宙的密度实在太低而来。

最后我们来总结一下,温度是指微观世界中,分子热运动的剧烈程度。根据观测和理论计算,宇宙的密度极其低,一立方米大概也就一个氢原子的水平,所以太空不是温度特别低,而根本体现不出温度来。其次,地球密度远远大于太空,是由大量的分子和原子构成的,因此,地球是有足够的分子和原子吸收太阳辐射,以至于自身分子热运动加剧的,这也是为什么地球可以吸收太阳辐射的原因。

第2个回答  2019-09-30
谁告诉你太阳到地球之间的太空冷到不行的,不了解知识也应该看过美国大片!白天温度超高,夜晚只是太空里没大气层才导致温度骤降!白天热到一两百度甚至更高!追问

答对了!!!

第3个回答  2019-09-30
地球有足够厚实的大气,可以调节温度!不至于让温度过高过低/变化太快!追问

答对!!

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