真空状态不能导热,那地球是怎么接收太阳热量的?地球上的热量是通过热辐射的方式接收的。热的传递有三种方法,分别是热传导、热对流还有...
真空状态不能导热,那地球是怎么接收太阳热量的?
地球上的热量是通过热辐射的方式接收的。热的传递有三种方法,分别是热传导、热对流还有热辐射,从目前的情况来看,热传导和热对流都需要介质因素存在才能够传递热量,但是热辐射却只是以波的形式传导热量,根本不需要介质因素的存在,完全可以在真空中进行传播,所以地球上的热量就是太阳通过热辐射的方式传递过来的。
太阳辐射是由太阳核心中的核聚变反应产生的,核聚变反应会使太阳发出大量的电磁辐射,包括可见光、红外辐射、紫外光和 X 射线等形式,而不管哪种形式的辐射,都不需要物质来传递热量,故而热量最终可到达地球。太阳核聚变反应后,其表面每平方米大约能发射6300万瓦的辐射能量,这些能量在到达地球的过程中,首先要跨越1.5亿公里的真空层,当到达地球大气层顶部时,热量就会减少到每平方米1370瓦,属于地球可接受程度。
一旦太阳辐射到达地球表面,地面和水体就会迅速吸收几乎所有的辐射热量,只有大约4%会被反射回太空。地表通过吸收太阳能,会再以热传导的方式将热量传递给空气,所以夏季艳阳高照时,越是近地空气温度往往越高,呈现一种空气热浪的状态。
当然了,由于地球大气层的复杂成分,会导致反射回太空的辐射无法冲破大气层,而是被称为“温室气体”的化合物重新反射或吸收,当这些化合物吸收的热量越来越多时,大气就会升温形成温室效应。
最后,地球温度除了来自于太阳辐射以外, 自身也会产生热量,比如火山爆发、雷击、森林火灾、发电、重工业、汽车尾气排放等,但这些方式所发出的热量与太阳辐射相比根本微不足道。
真空是不导热的,那么太阳的热量是怎样通过真空的宇宙来到地球上的?
其实所谓热量说到底它仍是能量,只不过它的产生只来自于物体粒子的运动,我们知道一个物体虽然宏观看上去静止不动,但是从微观角度来说构成这个物体的所有粒子都是运动,并且彼此碰撞和反弹,所以这些粒子运动和碰撞的越快,那物体产生的热量就越多,所表现出的温度也就越高。
我们地球上的生命,利用的就是太阳的光能。当然,光能到达地球后就可以直接转换成为热能了。地球接受到的太阳光是可见光,其中还有紫外线和红外线。不过紫外线大部分都被地球大气层中的臭氧吸收掉了,剩下的少部分可以穿透地球来到地面。红外线就是负责产热的。紫外线的波长大概在200-380nm,人们无法看到,可见光的波长在380-780nm之间,红外线的波长大概在780nm以上。光的波长越短,能量越大。
紫外线具有损伤皮肤的能力,就是因为紫外线能量大,可以被很多物质吸收,导致他们突破化学反应的能垒,从而干扰体内正常物质的生命通路。不过,紫外线也有好处,就是可以催化人体内合成维生素D,从而促进钙当然吸收。而民间说法晒太阳促进钙吸收就是源于此热量传递有三种方式,就是通过对流、热传导、热辐射来传播。热对流是通过流体,包括气体和液体,通过气体和液体的流动,把高温传递到低温物体。太阳的热辐射到地球后,加热了空气,通过空气流动,就把热量均匀的散发开来。宇宙中没有空气,当然就不能以这种方式传递了。
热传导需要两个物体接触,使热量从高温物体传递到低温物体。就像用火烧一根铁棒,被烧的一头热量很快就会传导另一头。太阳与地球没有接触,当然也不能用这种方式传递热量。因此只剩下第三种,热辐射。太阳的光和热以电磁辐射的形式发射出来,其中有各种射线,这些射线在真空中传递的速度和效率更高,几乎没有损失的传递到了地球。电磁辐射到达地球后,紫外线会在臭氧层被大部分吸收,其余的可见光和红外线与空气分子和地表物质发生作用,被加热的空气和地表就会通过热对流和热传导的方式,向没被照射的地方散发开来。实质上,太阳传递的热量就是通过电磁辐射激发粒子运动得到的。
粒子浓度越高,被激发的越厉害,运动的越激烈,其热量就越大。因此阳光发挥热辐射作用必须有足够的粒子有效率。太阳光通过地球大气层热层时(距地表400~800公里的高度),可以把那里的粒子加温到2000度以上,但由于那里已经接近真空状态,粒子极少极少了,物体碰到粒子的机会很少,所以如果那里实际感觉会很寒冷。阳光到了地球,在浓密的大气中就很快被吸收,太阳电磁辐射就转变成了热量,温暖着人类。
太阳的热量怎么传到地球的啊.真空也可以导热不成?
太阳的热量如何传递到地球上呢?
地球是一颗生命星球,地球上的生命生存离不开太阳,太阳给地球带来和光和热,让地球有了适宜的温度,地球也就诞生了生命,诞生了人类。但是太阳是一颗恒星,地球和太阳的距离非常遥远,而宇宙又是一个寒冷的环境,那太阳的热量是如何传到地球上的呢?
相信朋友友都知道,太空是一个真空环境,而光在真空中是没有热效应的,因此太阳的光在宇宙中传播是感到热量的,但是太阳光照射到地球后,光的辐射被地球上的物质吸收,而物质再发出热量,地球就有了温度。
太阳的热量来源于它内部的氢核聚变,核聚变产生的热辐射可以通过电磁波以光速向外传递能量,根据太阳与地球的距离,太阳的热辐射需要8分钟才可以传到地球。由于太阳表面的温度可达到6000摄氏度,当太阳的热辐射照射到地球时,由于地球表面箅轨道上接受到的辐射是不同的。
这些热辐射经过大气层的的阻挡后,热效应应当会降低,但在轨道上,热效应会非常明显,一个物体的正反而温度会非常大,照射到的一面,温度可达上百摄氏度,而背面可能就是零下,这种情况在月球上就可以感受到,由于月球没有大气层,因此月球的白天和黑夜的温差非常大,白天热死人,夜晚冻死人。
但地球有一个特殊的"秘密武器",那就是大气层,他可以接收并牢牢锁住太阳传达地球的光热辐射,这才是为什么宇宙空间那么冷,月球冰火两重天,而地球温度适宜的原因,地球还有另一个强大的武器,那就是强大的磁场,强大的磁场也会将照射到地球的太阳热辐射阻挡,从而降低到达地球表面的热量,在地球磁场和大气层的作用下,让地球有了一个温暖适宜的温度。
不过,近百年来,随着人类科技的快速进步,对地球的环境缺乏保护,导致地球环境被严重破坏,再加上温室气体的大量排放,温室效应导致全球气温不断升高,根据科学家对太阳黑子的观察,发现太阳黑子的活动在降低,这种情况下,地球的温度应该下降才对,但是地球的温度现在还在不断升高,主要原因还是人类对地球环境的破坏严重。
看完这些,我们明白了太阳的热量是如何传递到地球上,科学家为了给地球降温,想到了几个方法,其中一个方法就是在地球和太阳之间的引力平衡点设置一道墙,这个墙是用类似太阳能吸收的材料组成,这样就可以吸收一部分太阳辐射,让到达地球的太阳热量降低,从而达到给地球降温的目的。
但是要做到这个可不容易,虽然现在技术上问题不大,但它的投入成本是非常高的,我们现在的航天技术还是通过火箭助推发射,运输材料成本非常高,这个计划的初步费用也要几万亿美金,这不是任何一个国家可以负担起,需要全球合作才可以。
地球是人类生存了数百万年的家园,太阳给了地球光和热,给了适宜生存的条件,但是人类却没有好好保护地球,如果我们还以其继续破坏,地球迟早一天将不再适合人类生存,那时候我们也不得不离开地球,去宇宙中寻找适宜人类生存的新地球。
虽然宇宙中星球无数,和地球相似度非常高的类地行星非常多,但这些类地行星都离地球非常远,少则几十光年,多则几百,几千光年以上。以我们飞船的速度,根本不可能到达这些类地行星。而在太阳系之内又没有适宜人类生活的第二个星球。
科学家试图改造火星来满足未来人类的移民寻求,但事实上火星是不能直接住人的,只有建造一些封闭的生态环境圈才能居住,这也限制了火星只能移民一部分人类。大部分的人类还是需要到太阳系外寻找适宜生存的星球。就是不知道地球是否会给我们足够的时间。
真空不是不能传温吗?为什么太阳光的热还能传递到地球上?
有三种方式:热对流、热传导、热辐射。对流就像是热量像溶剂一样被流体均匀分配达到平衡态;热传导是接触传热,比如炒菜时的锅把手;热辐射不需要介质,比如太阳光传的热。
真空不能传温,是不能传导,仍然可以辐射。
附:宇宙不是绝对的真空,是有少量物质存在的。
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