太阳和地球之间的宇宙空间那么冷,热量是如何传递到地球的?

如题所述

我们所处的恒星系,太阳作为绝对中心,它发光发热,给地球带来勃勃生机。地球生命主要能量来源就是太阳能,生产者通过光合作用把太阳能“固化”下来,转化为糖类,一部分供自己的有氧呼吸作用,还有一部分沿着食物链向上传递。

可以说,没有太阳意味着没有地球生命,而地球和太阳的距离也恰好让地球上拥有生命,只能说一切都刚刚好,正是这些偶然性的集合才让地球上诞生生命。

太阳的“燃烧”

太阳东升西落地球上昼夜交替四季轮回,作为一颗普通的黄矮星,根据它的质量太阳可以“燃烧”大约100亿年,最后随着演化将变成一颗白矮星。肉眼看上去太阳就是一颗大火球,但实际上它的发光发热并非真正意义上的燃烧。

太阳内核处在进行剧烈的核聚变,这个核聚变是自发进行并且可控的,地球上目前对于核聚变反应的利用只有一个,那就是氢弹的爆炸,并且是不可控的。太阳每秒钟大约有6亿吨氢发生核聚变反应,最后生成5.95亿吨氦,在整个核聚变的过程中会损失500万吨质量,它们会按照爱因斯坦的质能方程最终转化为能量。

太阳质量很大,按照这样的“燃烧”方式,太阳还能持续50亿年左右。太阳的核聚变只发生在内核处,因为只有在那个地方才能满足氢核聚变的压力和温度要求。核聚变的过程中会向外辐射伽马射线粒子,它在向外传递的过程中不断的和其它粒子交换碰撞,大约至少需要17万年的时间才能飞行到太阳表面,此后它将继续在深空中飞行,经历8分20秒的时间到达地球表面。

热量的传递方式

关于热量的传递问题是独立的一门学科,对生产生活学习都有很重要的作用。我们对热量最直观的感受就是三九天寒冷彻骨,三伏天闷热潮湿。热量主要有三种不同的传递方式,虽然过程不同,但结果和目的都是相同的

1、热传导

这是热量最直接的传递方式,冬天的室外我们用手接触物体可以感受到寒冷彻骨,这就是热量的反向传递,只要有温度差的存在,热量就会传递。一般而言发生在固体之间通过接触方式的热量传递,才是真正意义上的热传导,例如金属类的热传导效果就要相对较好。

2、热对流

这种方式的热传递主要发生在气体和液体之间,流体因为温度的不均匀性,在其内部产生不同的密度和压强,这会引发流体进行循环流动,这样热量将会均匀传递在流体的各个地方。最典型的就是大家烧热水,热量的传递方式主要是热对流。

3、热辐射

最后一种热量的传递方式就是热辐射,它也是地球接收太阳能量的主要方式。热辐射和热传导、热对流之间主要的区别点之一就是不需要中间介质,也就是说热辐射可以在真空中传播,并且不会损失能量。任何温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射,人体同样可好热辐射,这也是热成像仪起作用的前提。并且温度越高辐射出的能量也就越大,例如太阳主要通过可见光和红外线传递热量。

太阳的热辐射

地球绕太阳公转,两者之间平均距离是1.5亿公里,在近日点和远日点的时候轨道半径相差大约500万公里。在这1.5亿公里的范围内几乎接近于绝对真空,没有任何物质,太阳以电磁波的形式向外传递能量,科学家计算发现地球接收的太阳能,为太阳向宇宙空间中辐射能量的二十二亿分之一。

并且根据随着地球的公转和自转,太阳直射点在南北回归线之间往复移动,太阳直射点位置是太阳热辐射能量最多的地方,因此温度最高,从太阳直射点向两极移动辐射能逐渐减减少。

当太阳辐射到达地球,一部分被大气层反射回太空,还有一部分被大气层吸收,以及直接穿透大气层被地面吸收,此后地面升温同样向外辐射能量,这些能量部分被大气层吸收,部分射向太空。因为有大气层的作用,实际上对于太阳辐射也起到了一个缓冲的作用。让太阳直射的时候不至于太热,而夜晚来临的时候不至于太冷。

说到最后

实际上热辐射是宇宙中最常见的能量传递方式了,因为宇宙中恒星是能量的主要来源,都是通过发光发热的形式来向外辐射能量,它们穿过寒冷真空的宇宙空间,把光和热传递到需要它们的地方。

文/科学黑洞,图片来源网络侵删。

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第1个回答  2021-06-23

尽管太阳这么热,但是从太阳系范围来看,整个温度却是接近绝对零度,也就是零下200多度。更奇怪的是经过了这么远的距离,太阳也可以让地球温度升高。这些来自于太阳的光也是地球的生命之源。

热量的传递,其物理学中就叫做热传递。

那样的话,太阳给予地球的热量还是得遵守热传递的相关定律。热传递属于一种自然现象,只要物体与物体存在温度差,就会有这种现象发生,到两者之间温度相同,温差消失,那么热的传递的方式有三种,它们分别是什么,接下来我们来一一解释。


1、热传递——传导

热传导是介质(介质主要分为:气体,液体,固体,或者混合)内无宏观运动时的传热现象,其在固体、液体和气体中均可发生,但严格而言,只有在固体中才是纯粹的热传导,而流体即使处于静止状态,其中也会由于温度梯度所造成的密度差而产生自然对流,因此,在流体中对流与热传导同时发生。

总结:由能量较低的粒子和能量较高的粒子直接接触碰撞来传递能量的方式,这是最普遍的一种热传递方式。

2、热传递——对流

物体之间以流体(流体是液体和气体的总称)为介质,利用流体的热胀冷缩和可以流动的特性,传递热能。热对流是靠液体或气体的流动,使内能从温度较高部分传至较低部分的过程。对流是液体或气体热传递的主要方式,气体的对流比液体明显。对流可分自然对流和强迫对流两种。自然对流往往自然发生,是由于温度不均匀而引起的。强迫对流是由于外界的影响对流体搅拌而形成的。散热风扇就是通过对流进行热传导从而实现降温散热的。目前的散热器在散热片上添加风扇就是一种强制对流法,电脑机箱中的散热风扇带动气体的流动也属于对流散热方式。


3、热传递——辐射

物体之间利用放射和吸收彼此的电磁波,而不必有任何介质,就可以达成温度平衡。热辐射是物体不依靠介质,直接将能量发射出来,传给其他物体的过程。热辐射是远距离传递能量的主要方式,如太阳能就是以热辐射的形式,经过宇宙空间传给地球的。物体温度较低时,主要以不可见的红外光进行辐射,在500摄氏度以至更高的温度时,则顺次发射可见光以至紫外辐射。太阳能热水器、太阳灶、微波炉等都是热辐射。


这么一说,就清楚了,太阳光就是通过辐射来传递热量的。因为宇宙中的几近真空的状态,相当于没有任何介质,热辐射也符合了超长距离传递热量的特点,所以太阳的热量是通过辐射来传送到地球的。

第2个回答  2021-02-04
因为太阳和地球之间的宇宙是真空状态,光线经过不会有能量损失,所以热量可以传递到地球。
第3个回答  2021-02-05
热量是通过太阳的光线照射地球后,由于光电效应而产生热能,持续而来的光线让地球一直受热并储存热能
第4个回答  2021-11-19
太阳光由运动的光粒子射线产生,极快的光速在真空中几乎损失极小。热则由红外线产生。
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