科学解释:真空不传热,地球是怎么接收到太阳的热量的?
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温度到底是什么?
其实要了解地球是如何接收太阳热量的问题,我们就得先来看看了解一下:温度到底是什么?
关于这个问题,物理学上有严格的定义,不过,这里我们仅仅需要从微观的视角来看,我们都知道物质都是由原子构成,原子其实并不是整齐地排列在一起。实际上,它们是非常凌乱地到处乱跑。
那这和温度有什么关系呢?
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造成“宇宙真空间”的罪魁祸首是各大星系、各大星球的巨大的黑洞磁场引力,连光都逃不脱它的魔掌,尘埃、空气就更不用说了。所以,各大星系、大星球之间的中间地带都是真空。但是有一点必须要知道,那就是:任何物质都被宇宙微粒子包围着(好像宇宙是大海大洋,任何物质都是大海大洋里的鱼儿一样,我们人类便是其中的小鱼仔)。真空里也同样被宇宙微粒子层层包围,建构成:整个宇宙都是微粒子的宇宙,宇宙微粒子把我们人类、星球、星系等等连成了一片(太奇妙了!)。有人做过实验微粒子是导热的吗?微粒子不导热就是不导电,但是它导光,微粒子导光的速度是每秒三十万公里(我们平时所说的光速)。在这里,太阳的光照射到地球上,大家都知道,地球是有大气层的,并且还有上、中、下三层重要的气体,这些气体是物质,有些我们看不到,但有些我们可以看得到,它们在太阳光的照射下,发光、发热,在地球上空流动滚转,像一面大型的锅锅凹镜一样、像数也数不清的微型激光一样和地球表面的海洋、高山、沙漠相聚反射,导致地球产生了热量。
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这个问题归根结地是题主把“热”这个概念狭义化了!
什么是热量?
大多数对于热量这个概念的第一反应就是温度,殊不知温度只是定性反应分子热运动剧烈程度的宏观表现,而热量则是表示能量转化或传递的量度。
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。
热量传递的三种方式
既然明白了热量的概念,我们再来想想热量的传递。
生活中我们会感受到,温度高的问题和温度低的问题放在一起,一段时间后两个物体会差不多等温,这就是热量传递的第一种方式-热传导。再来想想大家都用电脑,经常会谈到散热这个话题,那么无论是用风扇还是水冷,都是为了将器件产生的热量排出去,这就是热量传递的第二种方式-热对流。
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绝对的真空是不传热的,但宇宙中的真空可不是绝对的真空。因为宇宙中除了恒星、行星、卫星、小行星之外,还有星云、星际介质、及尘埃等。虽然它们很稀薄,但普遍存在于宇宙之中,太阳的光辐射就是通过这些小小颗粒传递到地球的。
因为这些介质很稀薄,所以太阳光辐射的热量到达地球是很微弱的。那么为什么我们人类却感觉很温暖呢?这就要感谢地球的大气层了!它就像一层厚厚的盔甲,保护着地球上的万物生灵,不受外来天体的撞击而带来的灭顶之灾。同时,它又把太阳微弱的热辐射保存起来,就像农村的温室大棚一样,让热量传递到温室里面,一层塑料薄膜把温度隔离在温室内。让温度正好适合所有生物生存的标准。让地球成为了这个宇宙奇迹。
这就是真空不传导热,而地球却温暖如春,生机勃勃,气象万千。
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真空不传热,地球是怎么接收到太阳的热量的?
在我们的印象中,热量的传输要通过一定的媒介作为中间传导物质,然后才能从一个热量高的物体传传输到一个温度较低的物体之上,无论是利用火焰来加热,还是用体温计测量体温,都是这个道理。而且我们知道,真空的环境中就不存在这个热量传输的媒介,温度的传输就失去了物质载体,保温瓶之所以保温,就是利用了真空绝热的这个原理。那么,从太阳释放出的热量,如何通过茫茫真空地带到达地球呢?
温度和热量的关系
在搞清楚地球为何能够接受到太阳释放的热量之前,我们先来了解一下温度、热量以及它们之间的联系。
1、温度是一个人为创造出来的物理量,它是用来衡量组成物体微观粒子平均动能的一个物理标量。我们通过温度为具体数值,可以直接反映出物体的冷热程度,而通过温度的变化,则能直观得看出物体平均动能的相互变化情况。从微观粒子的运动层面看,无论是分子、原子,还是组成元素原子中的质子、中子,每时每刻地都在做着无规则的振动、碰撞和摩擦,温度如果越高,物体内的微观粒子做无规则运动的速度就会越快,从而粒子的平均动能也就越大,我们称之为这个物体所具有的内能就越多。
2、热量是微观粒子具有内能的直接体现,是物体在热传递过程中内能变化的量度。它是一个相对的概念,是物体本身所拥有的一个固有属性,不代表着温度低它就没有热量。热量是与热传递紧密相联的,一个物体吸收或放出热量,实质上就是是物体具有内能的变化数量,体现在温度数值的变化上。
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热传递三种方式: 传导,对流,辐射,分别对应着固体,流体和真空三种传递界质。太阳通过真空传递电磁辐射,电磁辐射携带能量,其中红外辐射穿透大气层的能力最强,携带有大量的热能量到达地面。
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科学解释:真空不传热,地球是怎么接收到太阳的热量的?
真空无法产生传导和对流,这两个定义无比准确,相信各位都知道在没有任何介质的情况下传导和对流是无法发生的,但辐射可以无所顾忌的穿过真空,从太阳到达地球,慷慨的给予每一个生命以热量!但这里有几个问题,太阳的热辐射是怎么穿过真空的?所谓的真空真的是没有任何物质吗?为什么会说有宇宙尘埃?
太阳的热辐射是怎么穿过真空的?通过什么介质?
地球从太阳上获得的热辐射的主要来源就是可见光辐射,当然还有我们看不到的紫外和红外波段,如果各位有卫星通信经验的话,肯定还知道有一个来自太阳的强射电干扰,另外也还有大部分被大气层阻挡的X射线辐射和γ射线辐射,简单的说,太阳就是一个全波段的射电源,从微波段开始到可见光再到伽玛射线,整个频段都覆盖了透彻,但它们的分布有些区别:
- 可见光部分占太阳辐射总量约50%
- 红外部分占太阳辐射总量约43%
- 紫外部分包括Χ射线等,占太阳辐射总量的7%
这些辐射的全频段就是电磁波,当然我们是认识光在前,而认识光也是电磁波则比较靠后了,早在古希腊时期的先贤就认为世界是有四种元素构成的,分别是:“水、火、土、气”,而亚里士多德则提出了第五元素以太,牛顿曾经借用以太作为引力传递的介质。
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地球每年有几十顿的大气逃逸到太空中,按30顿计算,这些大气的粒子数大概有6.02*103o个。把这些地球逃逸出的空气粒子分散到地球周围100万公里的范围之内 ,大概的体积是4.18*103o米3,平均1.5个/米3,地球已经存在50亿年了,所以地球周围太空的空气含量应该有7.5亿个/米3以上,而不是一些专家说的,太空中的粒子每立方米只有1到十几个。
粒子间的各种弱相互作用都会产生中微子,太阳系中每天那么多的原子衰变、聚变、裂变都会产生中微子,我感觉中微子在太空中的密度不会比光子密度小。
还有那些未被科学家发现的粒子,太空中的含量不知有多少?
真空不传热是正确的,但是太空不是真空,真空不传热,与地球怎么接受太阳能量没有关系。
太阳可以通过太空中的粒子把能量慢慢地传导到地球上,也可以发射高温中微子把能量带到地球上,还能以太空中的各种粒子为传播介质,把能量传播到地球上。
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答:热量的传递一共有三种方式,热对流、热传导和热辐射,在真空中,热量只能以热辐射的方式进行传递,太阳也是这样把热能传递到地球的。
在中学我们知道,温度的本质是微观粒子的无规则运动,物质由大量原子构成,原子无规则运动的动能和势能之和就是热能;热力学告诉我们,两个存在温差的物体,在无外界做功的情况下,会自发地进行热量的传递,最终使得两个物体的温度趋向于相等,而热量的传递有三种方式。
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【原创】对于科学解释:真空不传热,地球是怎么接收到太阳的热量的呢之话题,我个人的观点认为,真空间不传热这是太空间的一种物理现象,但太空间的固态物都是传热的表现,而地球也是太空间固态物之一,所以,地球是能接收到太阳热量的情况。为什么会这样说呢?因为: