真空不導熱,太陽光卻能將熱量傳遞到地球?假如真空導熱呢?

2020-10-18 星辰大海種花家

我們把這個問題稍微修改下,如果真空導熱,那麼太陽還能將熱量傳遞給地球嗎?我們還能看到宇宙盡頭的光線啊?

熱量傳導有幾種模式,如果真空導熱會怎麼樣?

熱量傳遞模式我們知道有三種,分別是傳導、對流和輻射,在地球上大多數時候這幾種狀況會同時發生,因為存在熱量傳遞的介質,比如空氣、實體物質和,而輻射卻不需要介質,只要不檔著輻射源即可!

所謂導熱的理解,我們一般是理解為傳導和對流,因為只有這兩種傳遞的才是熱量,也就是分子運動的傳遞,假如真空是一種可以用傳導的方式來傳遞熱量的話,也許會發生很多有趣的結果!

  • 請問真空的導熱係數是多少?

當然我們可以來假設下,從太陽到地球,距離高達1.5億千米,光速到達需要8.3分鐘,而路途遙遠,導熱係數必須要非常高才行,否則全部耗散在路上了,因為只需要一點點損耗,那麼經過1.5億千米的損耗,到地球已經徹底耗盡了!

因此真空必須是一種100%導熱的固體,比如以太,它是一種又堅硬,卻又感受不到的物質,想必它能極小的損耗傳遞熱量!到地球時仍然能滋潤萬物!

當然以太說已經在1887年麥可遜-莫雷實驗中破產,真空不能導熱,剩下只有一個可能,也就是輻射!

輻射傳遞的是熱量嗎?

理論上的真空並不存在介質(實際中真空中會存在極其微量的物質,可以忽略不計),因此它是無法傳遞熱量的!那麼問題來了,為什麼太陽光曬到人身上會暖洋洋的呢?

  • 陽光的能量加劇了身體微觀粒子的運動劇烈程度

要來理解這個話題,我們得來了解下溫度的本質,溫度是微觀粒子運動的宏觀表現,溫度的高低就是微觀粒子運動劇烈程度,花粉的布朗運動可以看作是其中的一個表現(水分子的運動)。

假如真空空無一物,那麼光子在穿越宇宙空間時是不會有能量損耗的,它也不會老化,永遠都和發射時的光子青春永駐,但它將蘊含的能量卸載給撞上的第一個障礙物,這個光子的能量為:E=hv,即光子的能量等於普朗克常數乘以頻率,因此不同的光子能量是不一樣的,越高頻能量越高!

光子將這個能量傳遞給了目標物,儘管單個光子的能量很小,但無數的光子傳遞了相當可觀的能量,使得物體內部的分子運動加劇,當我們觸碰到了物體後,我們會感覺溫暖,燙手甚至燙傷!

既然光子能量不會衰減,為什麼金星那麼熱,地球剛剛好,火星那麼冷呢?

單個光子的能量在太陽系的尺度內,改變幾乎可以忽略不計,但由於太陽光是以球體方式向四周發射光子的,同樣面積下,火星接接收到的陽光只有地球1/3不到!而金星接收到陽光則是地球的2.7倍!

但三顆行星溫度的高低除了距離外還有其他原因:

  • 金星:溫室效應失控

  • 火星:只有1%地球大氣壓

大氣的溫室效應在行星溫度維持中非常有效,它的流動可使行星平均氣溫上升,也可以將表面向宇宙反射的熱量截留,但過度的鎖住熱量也會導致溫室效應失控,比如金星,加上距離太陽比較近,使得這個條件更加惡性循環!

地球很幸運,距離合適,大氣層氣壓合適,溫室效應剛好,所以地球生機勃勃,當然這個良性循環來自幾十億年前誕生的生命,很大程度上來看,生命也是維持生態循環的一部分。

最後我們來回開頭提出的一個問題,即如果真空能導熱,我們還能看到宇宙盡頭的光線嗎?能導熱的必定有物質,即使再稀疏它也能會吸收光子,所以我們會看不到這些光子。

肯定有朋友想起了暗物質和暗能量,它們確實充滿宇宙空間,但暗物質之參與引力與弱力,不參與電磁力和強力,暗能量只會產生斥力,不在四大基本作用力之內,而光的的傳遞則是電磁力,因此這兩者都不會吸收光子!

最後提醒下,光子頻率會隨速度紅移和引力紅移影響下頻率降低,能量減低,當著並非能量守恆不成立,而是它的部分能量耗散在了克服引力梯度空間或者速度擴張的空間距離增加中!

相關焦點

  • 真空不導熱,太陽光為什麼能將熱量傳到地球?假如真空能導熱呢?
    我們把這個問題稍微修改下,如果真空導熱,那麼太陽還能將熱量傳遞給地球嗎?我們還能看到宇宙盡頭的光線啊?熱量傳導有幾種模式,如果真空導熱會怎麼樣?熱量傳遞模式我們知道有三種,分別是傳導、對流和輻射,在地球上大多數時候這幾種狀況會同時發生,因為存在熱量傳遞的介質,比如空氣、實體物質和,而輻射卻不需要介質,只要不檔著輻射源即可!所謂導熱的理解,我們一般是理解為傳導和對流,因為只有這兩種傳遞的才是熱量,也就是分子運動的傳遞,假如真空是一種可以用傳導的方式來傳遞熱量的話,也許會發生很多有趣的結果!
  • 既然真空不導熱,但為什麼太陽卻能把熱量傳到球?
    真空真的不導熱嗎?如果真是這樣的話,那麼太陽的「熱」如何穿越1.496*10^8公裡的真空到達地球的呢? 答案很簡單:熱是太陽釋放的能量的一種形式,並通過輻射傳播。
  • 真空不導熱,太陽光是怎麼穿過太空曬熱地球的?
    真空無法產生傳導和對流,這兩個定義無比準確,相信各位都知道在沒有任何介質的情況下傳導和對流是無法發生的,但輻射可以無所顧忌的穿過真空,從太陽到達地球,慷慨的給予每一個生命以熱量!但這裡有幾個問題,太陽的熱輻射是怎麼穿過真空的?所謂的真空真的是沒有任何物質嗎?為什麼會說有宇宙塵埃?
  • 科學解釋:真空不傳熱,地球是怎麼接收到太陽的熱量的?
    通常在夏天我們應該對「熱」很敏感,經常會躲避到空調房中,但是我們真的了解「熱」嗎?其實我們理解的的「熱」,它的概念遠遠不止是「溫度計測量的數值,熱是能量的一種形式,也是內能的一種形式。我們的溫度就可以用來表示熱,不過熱的實質是形容粒子的運動劇烈程度。
  • 真空不導熱,但為什麼地球可以這麼熱呢?
    太陽是以電磁波的形式輻射能量的太陽是地球的熱量來源,毫無疑問,這是每一個人都知道的道理,就跟我們靠近火堆一樣,離得越近就會越炙熱。太陽產生的能量是通過大量的氫元素核聚變釋放的電磁輻射,而電磁輻射的傳播並不需要介質,所以即使外太空這個接近絕對真空的環境中,電磁輻射也會毫無幹擾地到達地球。
  • 真空環境不導熱,太陽的熱量是如何傳到地球的?看完長知識了
    文/行走天涯既然熱量的傳播需要介質,那真空中的太陽,是如何將熱量傳到地球在太陽系內有幾顆星球生活在宜居帶上,以至於這幾個星球,都很可能具備孕育生命的機會,尤其是我們人類所生存的地球,早就已經孕育了千千萬萬的生命,那實際上除了地球之外,還有火星金星等星球,晝夜溫差確實非常大的
  • 真空不傳熱,那麼地球是如何接收到太陽能量的?
    熱傳遞的概念很清晰,只要兩個物體之間存在著溫度差異,那麼熱量就會從高溫物體傳遞到低溫物體,而熱傳遞的方式主要有三種:熱傳導、熱對流和熱輻射。我們先來了解這三種傳熱方式有什麼不同?我們知道物體體現出溫度或者說攜帶熱量,根源就是微觀粒子在進行熱運動,溫度較高的地方代表著熱運動劇烈,微觀粒子動能較大,會帶動附近的微觀粒子一起運動,熱量就以這樣的方式傳遞下去。只要有溫度差就會發生熱傳遞,這個前提條件是要有兩個物體或者物體內部溫度不均的地方發生。
  • 真空中不傳熱,那麼地球是如何接收到太陽能量的?
    熱傳遞的概念很清晰,只要兩個物體之間存在著溫度差異,那麼熱量就會從高溫物體傳遞到低溫物體,而熱傳遞的方式主要有三種:熱傳導、熱對流和熱輻射。
  • 熱量不能在真空中傳遞,是怎麼傳輸到地球的?我們感受到的是什麼
    太陽不僅能發光發熱,還地球上的生物生存提供了必備的溫度和光明。從地球上看,太陽就像是一個不停燃燒著的大火球。但實際上,太陽並不會發光,而是通過核聚變產生的熱量。產生的這些熱量通過外太空的真空地帶,然後到穿越地球的大氣層,所以我們才能感受到熱量和光明。
  • 導熱矽脂重要性能參數解讀
    數值越大,理論上表明該材料的熱傳遞速度越快,導熱性能越好。導熱係數是判斷一種矽脂導熱效能高低的重要參考。2、傳熱係數(Heat Transfer Coefficient)這個係數目前已經很少使用,只在極少數矽脂產品中,仍使用這個參數。
  • 影響導熱矽膠片導熱性能因素詳解
    作為導熱材料中最具代表性的導熱矽膠片,它是以有機矽膠為主體,通過添加各種輔料並以無鹼玻璃纖維為支撐體,經硫化工藝壓延而成形成的一種電子導熱材料,能很好的填充散熱源與散熱器之間的空隙,排除不平整表面的空氣,能形成良好的熱流通道。通常而言,各種因素都會對導熱矽膠片導熱性能產生一定的影響!下面就讓導熱材料廠家佳日豐泰告訴你其中幾個主要原因吧。
  • 什麼是導熱矽膠片?導熱矽膠片有哪些的特點呢?
    1、材料較軟,壓縮性能好,導熱絕緣性能好,厚度的可調範圍比較大,適合填充空腔,兩面具有天然黏性,可操作性和維修性強;2、選用導熱矽膠片的主要目的是減少熱源表面與散熱器件接觸面之間產生的接觸熱阻,導熱矽膠片可以很好的填充接觸面的間隙;3、由於空氣是熱的不良導體,會嚴重阻礙熱量在接觸面之間的傳遞,而在發熱源和散熱器之間加裝導熱矽膠片可以將空氣擠出接觸面
  • 太陽與地球之間的宇宙空間接近絕對零度,熱量到底如何傳遞到地球
    首先需要明白一點宇宙空間存在真空與非真空兩個概念.而熱量則只適用於非真空狀態.對於真空中,則不會被感覺到.那麼溫度呢?是物質平均分子動能的量.那麼太陽是如何把地球加熱的呢?我們先來看看太陽與地球的距離太陽到地球間距離1.5億公裡左右.這中間的宇宙空間屬於真空狀態,並且溫度接近絕對零度,在零下270度左右.太陽並沒有使這段1.5億公裡的宇宙空間變得溫暖.
  • 戈埃爾科技:導熱矽脂與導熱矽膠片有哪些區別呢?
    導熱矽脂與導熱矽膠片有哪些區別,首先導熱矽膠和導熱矽脂都是熱界面材料,都可以用來輔助電子產品進行散熱,使得電子產品可以很好的使用。那麼導熱矽脂與導熱矽膠片有哪些不同之處呢?導熱矽脂導熱矽脂一般來說是導熱RTV膠,導熱矽膠是在常溫下能固化的一種灌封膠,和導熱矽脂最大的不同就是導熱矽膠可以固化,有一定的粘接性能。導熱矽膠片工業上有一種稱之為導熱矽膠片的材料,一般用於某些發熱量較小的電子零件和晶片表面。
  • 高絕緣導熱矽膠片是最理想的導熱介面材料
    高絕緣導熱矽膠片是填充加熱裝置與散熱器或金屬底座之間空氣間隙的理想導熱接口材料。高絕緣導熱矽膠片的柔性和彈性特性,使其能很好的覆蓋加熱裝置的不平表面,增加有效接觸面積,並使熱量從分離裝置或整個印刷電路板傳遞到金屬外殼或擴散板,從而達到更好的散熱效果,提高加熱電子元件的效率和使用壽命。
  • 13個問題,帶你全面了解導熱矽膠片!
    Q1:一般來說,散熱加裝金屬散熱片不就可以了?A:金屬散熱片本身堅硬,與IC接觸時若安裝角度及接觸面壓力不平均時,其發熱源無法有效的傳導到散熱片上,若在兩者接面加裝導熱軟性材料可使接觸面充分接觸。Q2:什麼時候加裝導熱矽膠片?
  • 如何選出好的導熱材料?關注這些指標就夠了!
    電子設備工作時,元器件會產生一定的熱量,從而使設備內部溫度迅速上升。如果不及時將熱量散發出去,設備會持續溫升,元器件也會因過熱而失效,從而導致電子設備的可靠性下降或損壞。散熱方式可簡單分為主動散熱、被動散熱(傳導、對流和輻射)。熱設計工程師會根據發熱情況,選擇合適的散熱方式和導熱材料。
  • 導熱矽膠片廣泛應用的原因是什麼?高導熱矽膠墊片的應用原理介紹
    高導熱矽膠墊片是在散熱膠的市場上進步而衍生出來的一種新產品,它主要是矽膠為基材,增加金屬氧化物等各種輔材,通過特殊工藝合成的一種導熱介質資料,用來減少熱源表面與散熱器件接觸面之間產生的接觸熱阻。專門為利用縫隙傳遞熱量的設計方案而產生,完成發熱部位與散熱部位之間的熱傳遞,是一種極佳的導熱填充材料。
  • 利用奇異的卡西米爾效應在真空中傳遞熱量
    量子物理學再次顛覆了經典物理學常識:在真空空間中傳遞熱量本身——通常來說,這需要原子或分子間的相互作用。
  • 太空是真空,地球是怎麼接收到太陽的量?
    外太空是一個近乎完美的真空,那麼,熱量如何在太空中傳遞呢? 很多人會對這個問題感到困惑。簡單來說,熱量需要一種介質來進行傳遞嗎?如果確實需要,那麼,來自太陽的熱量如何穿過真空的太空到達地球的呢?