科学|太阳表面五千度,地球都晒到全球变暖了,为什么太空还是冰冷的?
太阳可能是小盆友们学会画的第一个对象 , 万物生长靠太阳嘛 , 画上花花草草的同时总会左上角或者右上角画上一个光芒四射的太阳!确实连小朋友都知道 , 地球上的热量几乎都来自太阳 , 它对人类太重要了!
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但有一个问题很多朋友可能都有点糊涂 , 很多电影中都有这样的桥段 , 比如《复仇者联盟》中的乌木喉掉到太空就冻成了冰坨坨 , 为什么地球都晒烫了 , 太阳和地球之间的太空却冰冷无比?
为什么我们会感觉到温度?
知冷知热是我们对伴侣最低的要求 , 当然这包含了多层含义 , 毕竟只要人体功能正常 , 这个物理意义上的冷热还是知道的 , 人体的知觉中就包括温度 , 它的保证我们远离冰冷和酷热 , 靠近温暖舒适的地方 , 这意味着物种的生存与延续!
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皮肤神经末梢结构
到底什么才是温度?
这个答案就曾经是十八世纪科学家想要弄明白的 , 开始他们提出了热质说 , 认为热质是一种无质量的气体 , 物体在吸收热质后温度会升高 , 热质会由温度高的物体向温度低的物体流动 , 也可以穿过固体或液体的孔隙!
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后来伦福德伯爵在观察加农炮的钻孔操作时发现了摩擦生热 , 因此提出了《探讨摩擦生热之来源》的论文 。 同时气体运动理论也在发展 , 1738年丹尼尔·伯努利发表著作《流体力学》 , 认为气压是大量气体分子向四周运动碰撞形成了气压 , 而热就是分子运动的动能!
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1744年罗蒙索夫明确提出热就是分子无规则运动的表现 , 1859年 , 麦克斯韦在克劳修斯工作的基础上 , 提出了分子麦克斯韦速度分布率 。 1871年 , 玻尔兹曼推广了麦克斯韦的工作 , 提出了麦克斯韦–玻尔兹曼分布 , 但到此时分子运动论仍然只是假设 , 一直到1905年爱因斯坦的布朗运动论文发表后才被广泛接受!
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绝对零度和普朗克温度
我们现在知道 , 温度就是微观粒子运动的结果 , 当然随着量子力学的发展 , 温度还有更本质一些的解释 , 物体为什么越来越热之后我们会看到它暗暗发红 , 继续加热会红光、白光甚至蓝紫光 , 其实这就是热辐射波段不一样!
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SR-71发动机试车
核外电子在吸收能量跃迁到更高的轨道后 , 会因为不稳定而跌落回原来轨道 , 这个过程会释放出不同频率的光辐射 , 低的时候热辐射波段比较长 , 放出的是红外或者红光 , 能量高的时候波段比较短 , 放出的是白光甚至蓝光 , 当然继续加热还可以紫外和X光等 。
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温度就是微观粒子运动的结果 , 那么会出现两个推论 , 如果微观粒子绝对静止 , 物体就会表现最低的温度 , 这就是绝对零度 , 如果用摄氏表示的话就是-273.15℃ , 但宇宙永远都达不到这个温度 , 即使未来的热寂!那么当微观粒子运动速度达到光速时 , 这个温度就是普朗克温度!
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