本文首发于今日头条,可在今日头条或者悟空问答搜索【零下二百七十三度】点击关注
太阳作为太阳系的中心天体,每时每刻都在燃烧着自己,向他的“子民们”提供光和热。
平均每秒钟,有约为6亿吨的氢通过热核聚变反应生成5.96亿吨氦,损失400万吨质量,根据爱因斯坦的质能方程,可计算出太阳每秒钟释放的能量约为3.6×10ˇ26焦耳,大约相当于12000000000000000(十五个零)吨的煤燃完全烧释放出的热量。
所以,太阳核心处的温度高达1500万摄氏度,而由于太阳是由热离子体与磁场交织而成的巨大球体,半径很大,外层气体稀疏,因此其表面温度只有约5497℃。
太阳与地球之间的距离为1亿4960万千米,那么,太阳产生的热量是怎么传给地球的呢?
热量传递是一个复杂的过程,有三种基本方式:导热、热传递和热辐射。
导热,又称热传导,是指依靠物质中的分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞而传递热量。简单来说,就是高温区的分子、原子和电子由于运动剧烈,携带着更多的热量,与低温区的分子、原子和电子碰撞、接触后,热量多的把自己的热量分出去一点,让两者的热量相等,以免发生争吵、掐架。
这种热量传递方式在气态、液态和固态物质中都可以发生,但在固态、液态物质中传热效果更好,效率更高,且只有在固体中才是纯粹的热传导。
热对流指由于流体的宏观运动,冷热物体相互参杂而发生热量传递的方式。由于要有宏观的流动现象,故热对流只发生在液体和气体中。
热辐射,与导热和热对流相比,比较特别,通过电磁波来传递热量,而自然界中每个物体都在不停地向外发出电磁波,且电磁波的传播不需要介质。
正因如此,热辐射可以穿过真空环境,自由的传播,无需任何介质。
热辐射如果从微观上解释就是分子、原子和电子吸收电磁波的能量,进而在宏观上表现出升温现象。
科学家利用这一原理,发明、制造出微波炉,现在以飞入寻常百姓家。
地球吸收太阳发出的热辐射,使自己升温
太阳与地球相距遥远,而且这一路,基本都是真空环境,自然不能靠导热和热传递这两种方式,那么,就只能靠热辐射了。
进入到地球大气层的太阳热辐射被大气吸收一小部分后,其余全部被地面(包括液体表面和固体表面)吸收。至此,太阳已经完成对地球的“加热”过程,把自己的热量成功送达地球。
接下来,就是地球的“自加热”过程。
可以把地球看作是一个未盖盖儿的蒸笼,下面温度较高,要向上散发热量。地球吸收的热量不可能藏着掖着,不然地球自己都会被热死,更别说生活在地球上的生物了。
由于较低的地方率先接受到地表发射的热量,故可以从中多吸收点,越往上,吸收的热量越少,很好的解释了“先下手为强”这一亘古不变的道理!这也是“随着海拔上升,温度下降”的原因。
地球白天升温,夜晚降温
上面已经说过,自然界的任何物体每时每刻都在不停地向外发出电磁波,地球亦是如此。
白天,由于地球(准确来说是半球)从太阳那里吸收的热量大于地球往外散发的热量,因而表现出温度升高。
相反,在夜晚,由于没有太阳的热辐射可供吸收了,但地球还在不停地向外散发热量,因而温度下降。