太空是非常寒冷的地方,平均温度在零下270℃左右,虽然太阳和地球之间的宇宙空间非常寒冷,但地球却温度宜人。
热量的传递主要有三种方式——传导、对流、辐射。太阳能够将热量传递到地球,并且没有加热中间的宇宙空间,利用的就是热量的辐射传递。
热量如何传递到地球?
在日常生活中,我们最常见到的热量传递方式就是传导。冬天我们接触到热水袋,就会感觉到非常温暖,就是热量通过接触传导到我们的手上。
然而在太空中,太阳的热量很难直接传导到地球上,因为地球不可能和太阳接触,从而无法进行热量的传导。而且太阳温度非常高,如果地球真的接触到太阳,那么整个地球很有可能会被直接吞噬~
热量的对流传递,主要是流体之间的相互作用。
热空气向上移动,冷空气向下移动,在这个过程中就会产生对流,从而让热量可以相互传递,进而让某片地区的温度达到相对的均衡。
地球充满了厚厚的大气层,虽然太阳只能照射到地球的一半,但另一半不会异常寒冷,依靠的就是大气层的对流效应,让整个地球处于一个相对稳定的温度环境中。
地球和太阳之前不存在任何气体,因此无法产生对流效应,太阳的温度也无法通过对流效应传递到地球。
除去传导和对流,热量的传递只剩下辐射。
辐射也是太阳将温度传递到地球的关键方式,辐射主要通过红外线的形式传递热量,就像我们在生活中使用的烤箱,不需要接触食物,也不需要产生对流,就可以远距离通过红外线加热食物。
太阳温度非常高,能够产生强大的红外线辐射,从而远距离升高地球温度。地球接收到太阳的热量,进而产生对流和传导,从而让整个地球保持宜人的温度。
宇宙空间为何异常寒冷?
太阳的温度非常高,可以向外界释放大量红外线,为何宇宙空间依旧寒冷?最主要的原因,就是宇宙空间是一个接近真空的环境。
热传递需要具有温差的物体相互接触,宇宙空间即使是气体分子也非常稀少,气体分子之间的碰撞,也无法产生较高的问题。热对流需要流体,宇宙是接近真空的环境,自然无法产生对流。
热辐射需要接收辐射的物体,宇宙空间存在少量气体分子可以接收到红外线升温,但是稀少的气体分子,无法显著提升宇宙空间的温度,因此太阳的热辐射基本都用于加热天体,宇宙空间依旧保持低温。
宇宙空间的物质稀少,因此无法产生热传导、热对流,也无法接收红外线热辐射,进而只能保持接近绝对零度的低温。
由于宇宙的真空环境,也让恒星只能依靠热辐射传递热量,在地球上,白天太阳直接照射,温度会显著提升;进入夜晚,温度只能依靠大气的热传导和热对流,整体温度会大幅度下降。
总结:
地球之所以温暖,是因为地球可以充分接收到太阳的红外线辐射,从而提升整颗星球的问题;宇宙空间由于缺少物质,无法留存太阳的热量,只能保持非常低的温度。
然而太阳散发的能量,人类只能接收到非常小的一部分,目前科学家正在寻找大规模收集太阳能的方法,如果地球可以完全依赖太阳能生存,那么就可以降低地球资源的消耗,让人类可以在地球生存更长时间!