Почему в космосе холодно, если Солнце горячее?
Хоть Солнце и удалено на 150 миллионов км от нашей планеты, это не мешает ему дарить нам свое тепло ежедневно. Если даже на Земле температура доходит до +50°C и даже +60, зарегистрированных буквально в прошлом году в Кувейте, то что же происходит на более близком расстоянии к звезде? Но более интересно то, почему в космосе все равно холодно, если Солнце такое горячее? Об этом мы сегодня и поговорим.
Что такое тепло и температура
Для начала немного окунемся в матчасть, чтобы понять «откуда ноги растут». Первое, что нам нужно уяснить, это разница между словами «тепло» и «температура». Очень часто они используются как синонимы, но это не совсем правильно. Говоря простыми словами, тепло – это энергия. Она хранится как внутри Солнца, так и в нас с вами. А температура – измерение той самой энергии, способ вычислить, насколько теплый/холодный какой-нибудь объект или среда. Когда тепло покидает тело, его температура понижается.
«Выход» тепла из одного объекта и его переход в другой может осуществляться тремя способами: проводимостью, конвекцией и излучением. Проводимость характерна для твердых объектов. При нагревании более горячие частицы сталкиваются с более холодными и таким образом передают им тепло. Конвекция относится к газам и жидкостям. Вы наверняка знаете, что тепло не опускается, а поднимается. Именно поэтому в комнате под потолком всегда температура чуть выше, чем внизу. То же самое касается и поверхности воды, где заметно теплее, чем на дне. Это происходит благодаря конвекции. Молекулы жидкости или газа нагреваются и устремляются вверх. Там они вытесняют холодные молекулы, которые в свою очередь опускаются вниз.
Что такое тепло и температура
При излучении объект передает свое тепло в виде света. Возможно, для кого-то это станет открытием, но излучение характерно вообще для всего вокруг нас и для нас самих тоже. Люди также излучают тепло в форме инфракрасных волн. Увидеть это невооруженным глазом, конечно же, нельзя, но вот на тепловизоре – легко. Так работают различные приборы ночного видения и прочие инфракрасные камеры. Чем наблюдаемое тело горячее, тем больше тепла излучает и ярче светится на тепловизоре. Самым ярким примером (простите за каламбур) теплового излучения является наша звезда, которая отдает свое тепло всем планетам, вращающимся вокруг нее. Кому-то больше, кому-то меньше, но светит Солнце всем.
Если вы уловили все выше сказанное, то знайте, что мы уже близки к ответу на вопрос: «Почему в космосе холодно, если Солнце горячее?». Итак, для проводимости и конвекции необходимо определенное количество частиц, которые будут передавать тепло между собой, например, частицы воздуха в земной атмосфере. Но проблема космоса заключается в том, что там таких частиц крайне мало (и воздуха там нет, там вообще ничего нет, кроме вакуума), поэтому там эти два способа теплопередачи неэффективны от слова совсем.
Что же тогда остается? Правильно, излучение. Оно движется от Солнца и попадает на какой-либо объект, который начинает его поглощать. На Земле в этом случае сработала бы проводимость или конвекция, так как здесь есть достаточное для этого количество частиц материи, в нашем случае – воздуха. Но в космосе это не сработает, потому что в вакууме не хватает той самой материи, которая могла бы поглотить солнечное тепло и передать его другим объектам. Поэтому в космосе и холодно.
Почему в космосе холодно
Почему в тени так холодно
Как вам известно, в тени всегда прохладнее. Особенно сильно это заметно ночью, когда даже в летний период может быть достаточно холодно. Теперь вы знаете, что это объясняется отсутствием солнечного излучения в этой части планеты. Это полушарие просто повернуто в другую сторону – одно из доказательств того, что Земля круглая. Но сейчас не об этом.
Если в пределах нашей планеты во тьме температура падает на несколько градусов, то в космосе эта разница просто колоссальна. Вспомните тот же Меркурий, который невероятно горячий с одной стороны и дико холодный с другой. Но давайте для более наглядного примера возьмем что-нибудь поближе, например, Луну. Сторона нашего спутника, повернутая к Солнцу, нагревается до +127 градусов по Цельсию. В это время обратная сторона мерзнет при -173. Почему же такой же эффект не наблюдается на Земле? Все из-за атмосферы. Именно она равномерно распределяет солнечное излучение, обеспечивая нам постепенное снижение и увеличение температуры, а не резкое. Если бы Земля не вращалась вокруг своей оси, температура на темном полушарии постепенно продолжила бы падать, а на светлом – повышаться.
Еще один известный пример – солнечный зонд Parker, который был отправлен изучать наше светило. Он использовал теплозащитный экран, чтобы не сгореть от солнечного излучения. И температура этого экрана повышалась до 120 градусов, а вот сам зонд, который за ним прятался, промерзал до -150.
Источник
Почему в космосе холодно, если Солнце горячее
Солнце находится на расстоянии около 150 миллионов километров от Земли, но мы можем чувствовать его тепло каждый день. Удивительно, как горящий объект издалека может излучать тепло на таком большом расстоянии.
Мы не говорим о температурах, которые едва регистрируют его присутствие. В 2019 году температура в Кувейте достигла 63 ° C под прямыми солнечными лучами. Если вы будете стоять при таких температурах в течение длительного периода, вы рискуете умереть от теплового удара.
Но больше всего озадачивает то, что космическое пространство остается холодным. Итак, почему пространство такое холодное, если Солнце такое жаркое?
Чтобы понять это удивительное явление, важно сначала распознать разницу между двумя терминами, которые часто используются взаимозаменяемо: тепло и температура.
Роль тепла и температуры
Проще говоря, тепло — это энергия, хранящаяся внутри объекта, в то время как тепло или холодность этого объекта измеряется температурой. Таким образом, когда тепло передается объекту, его температура повышается. И происходит снижение значения температуры, когда тепло извлекается из объекта.
Эта передача тепла может происходить через три режима: проводимость, конвекция и излучение.
Теплопередача через проводимость происходит в твердых телах. Когда твердые частицы нагреваются, они начинают вибрировать и сталкиваться друг с другом, передавая тепло при этом от более горячих частиц к более холодным.
Теплопередача через конвекцию — явление, наблюдаемое в жидкостях и газах. Этот режим теплопередачи также происходит на поверхности между твердыми телами и жидкостями.
Когда жидкость нагревается, молекулы поднимаются вверх и переносят тепловую энергию вместе с ними. Комнатный обогреватель — лучший пример, демонстрирующий конвективный теплообмен.
Когда обогреватель нагревает окружающий воздух, температура воздуха будет повышаться, и воздух поднимется до верха комнаты. Присутствующий сверху холодный воздух вынужден двигаться вниз и нагреваться, создавая конвекционный ток.
Передача тепла посредством излучения — это процесс, при котором объект выделяет тепло в форме света. Все материалы излучают некоторое количество тепловой энергии в зависимости от их температуры.
При комнатной температуре все объекты, включая нас, людей, излучают тепло в виде инфракрасных волн. Из-за излучения тепловизионные камеры могут обнаруживать объекты даже ночью.
Чем горячее объект, тем больше он будет излучать. Солнце является отличным примером теплового излучения, которое переносит тепло через солнечную систему.
Теперь, когда вы знаете разницу между теплом и температурой, мы очень близки к тому, чтобы ответить на вопрос, поставленный в заголовке этой статьи.
Теперь мы знаем, что температура может влиять только на материю. Однако в космосе недостаточно частиц, и это почти полный вакуум и бесконечное пространство.
Это означает, что передача тепла неэффективна. Невозможно передать тепло посредством проводимости или конвекции.
Излучение остается единственной возможностью.
Когда солнечное тепло в форме излучения падает на объект, атомы, составляющие объект, начинают поглощать энергию. Эта энергия начинает двигаться атомы вибрировать и заставлять их производить в процессе тепло.
Однако с этим явлением происходит нечто интересное. Поскольку нет возможности проводить тепло, температура объектов в пространстве будет оставаться неизменной в течение длительного времени.
Горячие предметы остаются горячими, а холодные остаются холодными.
Но когда солнечные лучи попадают в земную атмосферу, появляется много материи для возбуждения. Следовательно, мы чувствуем излучение солнца как тепло.
Это естественно вызывает вопрос: Что произойдет, если мы поместим что-то вне атмосферы Земли?
Космическое пространство может с легкостью заморозить или сжечь вас
Когда объект находится за пределами земной атмосферы и при прямом солнечном свете, она будет нагрета до около 120°C. Объекты вокруг Земли, и в космическом пространстве, которые не получают прямых солнечных лучей находятся в пределах 10°C.
Температура 10°C обусловлена нагревом некоторых молекул, покидающих земную атмосферу. Однако, если мы измерим температуру пустого пространства между небесными телами в космосе, это будет всего на 3 Кельвина выше абсолютного нуля.
Итак, главный вывод здесь заключается в том, что температуру Солнца можно почувствовать только в том случае, если есть материя, чтобы поглотить ее, в космосе почти нет материи, отсюда и холод.
Две стороны солнечного тепла
Мы знаем, что в затененных областях холодно. Лучшим примером является ночное время, когда температура снижается, так как в этой части Земли нет излучения.
Однако в космосе все немного по-другому. Да, объекты, которые скрыты от солнечного излучения, будут холоднее, чем пятна, которые получают солнечный свет, но разница довольно существенная.
Объект в космосе столкнется с двумя экстремальными температурами с двух сторон.
Давайте возьмем для примера Луну. Области, которые получают солнечный свет, нагреваются до 127°C, а темная сторона Луны будет при температуре замерзания -173°C.
Но почему земля не имеет таких же эффектов? Благодаря нашей атмосфере инфракрасные волны от солнца отражаются, и те, которые входят в атмосферу Земли, равномерно распределены.
Вот почему мы чувствуем постепенное изменение температуры, а не крайнюю жару или холод.
Другим примером, показывающим полярность температуры в космосе, является влияние солнца на солнечный зонд Parker. Солнечный зонд Parker — это программа НАСА, где зонд был отправлен в космос для изучения Солнца.
Солнечный зонд «Паркер»
В апреле 2019 года зонд находился всего в 15 миллионах миль от Солнца. Чтобы защитить себя, он использовал теплозащитный экран.
Температура теплового экрана, когда он был бомбардирован солнечным излучением, составляла 121°C, в то время как остальная часть зонда имела -150°C.
Космос — это лучший термос
Когда нагревать нечего, температура системы остается прежней. Это относится и к космосу. Солнечное излучение может проходить через него, но нет молекул или атомов, чтобы поглотить это тепло.
Даже когда скала нагревается выше 100°C излучением Солнца, пространство вокруг нее не будет поглощать никакой температуры по той же причине. Когда нет материи, передача температуры не происходит.
Следовательно, даже когда солнце излучает, пространство остается холодным как лед!
Источник
Почему одни легко переносят жару, а другие — нет?
Многие наслаждаются высокой температурой воздуха, в то время как другие страдают от высокой температуры. В этой статье врач раскроет причины, по которым человек может быть более чувствительным к жаре и что с этим делать.
Почему жара – проблема для людей с неврологическими заболеваниями?
Высокие температуры могут быть проблемой для многих людей с нарушениями работы мозга и позвоночника. Жара — это не просто проблема в летний период, она также может повлиять на организм, если вы принимаете горячую ванну или проводите время в теплом месте, например, в сауне.
Есть часть мозга, называемая гипоталамусом, которая отвечает за контроль температуры тела, регулируя ее в горячих или холодных условиях. Мозг делает это, посылая сигналы телу, чтобы начать потеть, если становится слишком жарко, или дрожать, если становится холодно.
Горячие температуры могут помешать работе нервных волокон. Это означает, что иногда сообщения не могут попасть в мозг и из него. Из-за этого вы можете испытывать усталость, слабость, проблемы с балансом или зрением.
Кроме того, у некоторых людей, страдающих рядом заболеваний, гипоталамус работает не так, как должен, и поэтому они не могут адекватно охлаждать тело. Если это неврологическое состояние, человек может страдать от усталости, истощения или недостатка энергии, а состояние может ухудшиться от жары. Это связано с тем, что тело легче обезвоживается и кровь не так легко циркулирует по телу. Некоторые лекарства, например, от кровяного давления, также могут повлиять на переносимость жары. В жаркую погоду вы можете быть более уязвимыми к тепловым высыпаниям или экземе, потому что тело более горячее и больше потеет, повышается риск теплового удара.
Рассмотрим несколько причин, по которым возникает непереносимость жары и что с этим делать:
Стресс и беспокойство
Давайте начнем с самой очевидной и наименее тревожной причины, по которой ухудшается переносимость жары. Стресс вызывает повышение температуры тела, потому организм обнаруживает стрессовую или угрожающую ситуацию, активизирует симпатическую нервную систему, которая подготавливает ваше тело к «борьбе или бегству».
Наряду с потливостью, вы можете заметить, что ваше сердцебиение учащается, и вы начинаете потеть в моменты тревоги, паники. В большинстве случаев, эти симптомы исчезают сами по себе, как и когда ситуация, вызывающая стресс, разрешается. Однако хронический стресс в течение длительного периода времени приводит к более длительному повышению температуры тела. Это называется «психогенная лихорадка».
Заболевания щитовидной железы
Щитовидная железа — один из центральных игроков в эндокринной системе организма. Эндокринная система, наряду с нервной, отвечает за синхронизацию и регулирование функций организма и реакции на окружающую среду. Щитовидная железа отвечает за регулирование обмена веществ в организме и активно контролирует целый ряд процессов, которые прямо или косвенно связаны с тем, как организм производит и расходует энергию.
Гипертиреоз относится к группе состояний, при которых щитовидная железа больше производит гормоны щитовидной железы (T3, T4). Эти гормоны «активизируют» обмен веществ в организме, поэтому их количество вызывает ряд симптомов, среди которых непереносимость тепла. Безусловным признаком гипертиреоза является чувство чрезмерной жары и склонности к потоотделению.
Другие симптомы гипертиреоза включают потерю веса, беспокойство, плохой сон, сердцебиение и чрезмерный аппетит. Наиболее распространенная причина гипертиреоза — аутоиммунное состояние, называемое «болезнь Грейвса», при которой иммунные клетки организма атакуют щитовидную железу, заставляя его вырабатывать больше гормонов щитовидной железы.
Если у вас есть какие-либо из этих симптомов, вам необходимо проверить работу щитовидной железы у врача-эндокринолога и пройти лечение.
Диабет
Как диабет типа 1, так и тип 2 нарушают способность адекватно справляться с жарой и высокими температурами. Особенно это заметно у пациентов с диабетическими осложнениями, такими как микроангиопатия (поражение мелких кровеносных сосудов) и нейропатия (повреждение нервов). У них может наблюдаться выраженная чувствительность к жаркой погоде. Это связано с тем, что эти осложнения могут привести к повреждению потовых желез, что затрудняет охлаждение тела в жаркую погоду.
Более того, диабетики, как правило, легко обезвоживаются, что делает их чувствительными к жаре. Поэтому людям с диабетом нужно постоянно следить за сахаром крови и пить больше жидкости, не допуская обезвоживания.
Лекарства
Некоторые лекарства, отпускаемые без рецепта, связаны с побочными эффектами, такими как чрезмерное нагревание и потоотделение. Это, например:
- Цинковые добавки
- Гормональные препараты
- Антидепрессанты, такие как Норпрамин и Нортриптилин
- Псевдоэфедрин и другие симпатомиметики
- Антигипертензивные препараты, такие как гидрохлоротиазид.
Важно отметить, что лекарства не вызывают одинаковых побочных эффектов у всех, кто их принимает. Поэтому очень важно проконсультироваться с врачом перед началом приема новых препаратов.
Беременность
Общеизвестен факт, что женщины испытывают приливы во время менопаузы из-за гормональных колебаний. Но подобный тип чувствительности к жаре может быть и у беременных женщин. Во время беременности гормональный уровень женщины подвергается резким колебаниям, что вызывает изменения в реагировании на жару. В этом случае нужно выбирать легкую одежду, больше пить и контролировать состояние здоровья.
Гипогидроз и ангидроз
Потоотделение — один из ключевых механизмов защиты организма от нагревания. Пот помогает организму выделять тепло в окружающую среду и остывать. Гипогидроз относится к состоянию, при котором способность человека к потоотделению значительно снижается. Таким пациентам трудно остыть, их тела оказываются неспособными сделать это адекватно.
Гипогидроз может возникнуть в результате ряда системных, нервных или дерматологических состояний. Варианты лечения зависят от первопричины заболевания. Однако во многих случаях, к сожалению, гипогидроз не поддается лечению. Когда реакция на потоотделение полностью отсутствует, состояние называется «ангидроз».
Фибромиалгия
Фибромиалгия — это болезненное состояние, характеризующееся хронической болью в нескольких участках тела и повышенной чувствительностью к давлению. Люди с фибромиалгией, как правило, очень чувствительны к экстремальным погодным условиям — жаре и холоду. Некоторые пациенты сообщают о том, что чувствуют себя хуже в жаркие месяцы, а некоторые — в холодные.
Фибромиалгия, помимо других симптомов, ухудшает способность организма приспосабливаться к различным температурам (терморегуляция). В жаркую погоду люди с фибромиалгией оказываются чрезмерно горячими и особенно подвержены тепловому удару или сыпи. Это связано с тем, что у людей с фибромиалгией уменьшается приток крови к коже, и поэтому они плохо потеют. Кроме того, они, как правило, довольно легко обезвоживаются, что дополнительно способствует непереносимости тепла.
Рассеянный склероз
Рассеянный склероз (РС) — очень серьезное заболевание нервной системы, которое может быть очень изнурительным из-за широкого спектра симптомов. Он вызван демиелинизацией нервов. Нервы имеют изолирующие оболочки, состоящие из вещества, называемого «миелин». При демиелинизирующих заболеваниях, таких как рассеянный склероз, эта оболочка повреждена, что приводит к обнажению нервов и неспособности правильно проводить сигналы.
Тепловая непереносимость является одним из многих симптомов РС. Поскольку нервы пациентов с РС оголены, они гораздо более чувствительны к теплу. Даже малейшее повышение температуры тела сопровождается сильным обострением симптомов. Нечто безобидное, например, горячий душ или легкая тренировка, может вызвать приступообразные вспышки у этих пациентов.
Возраст
Пожилые люди имеют больше метаболических проблем по сравнению с их более молодыми коллегами. Следовательно, им трудно регулировать температуру своего тела в зависимости от внешних условий. Они хуже переносят жару
Яичниковая недостаточность
Первичная недостаточность яичников или преждевременная недостаточность яичников относится к состоянию, при котором яичники перестают функционировать адекватно до наступления менопаузального возраста. Одной из основных функций яичников является выработка эстрогена – женского полового гормона. Без достаточного количества эстрогена организм испытывает симптомы менопаузы, такие как «приливы», раньше времени.
Женщины с первичной недостаточностью яичников чрезмерно чувствительны к жаркой погоде. Они также испытывают множество других симптомов, таких как нарушение концентрации внимания, низкое половое влечение, нерегулярные месячные.
Если вы не можете избежать высоких температур, вот несколько советов, как справиться с жарой.
- Профилактика обезвоживания. Обязательно пейте регулярно в течение дня и всегда носите с собой воду, если выходите на улицу. В холодных продуктах, таких как салат и фрукты, содержится много воды, которая поможет вам сохранить влагу, а также содержит много полезных питательных веществ. Ледяные леденцы также могут помочь!
- Если вы занимаетесь спортом, постарайтесь выполнять упражнения в самые прохладные дни. Избегайте физических упражнений или слишком больших нагрузок, когда температура становится слишком высокой.
- Избегайте выходить на солнце в самое жаркое время дня (с 11 до 17 часов).
- Дома открывайте окна и держите шторы опущенными, если на окно попадает прямой солнечный свет.
- Вы можете использовать электрический вентилятор, чтобы держать дом в прохладе.
- Носите легкие ткани, открытые туфли или сандалии и шляпу, чтобы защититься от солнца. Не носите слишком тесную одежду, избегайте темных цветов.
- Распылите на себя холодную воду или примите прохладный душ. Некоторые люди считают, что помещение рук или ног в ведро с прохладной водой помогает охладить все тело.
- Старайтесь избегать перехода между жаркой и холодной средой (например, от полуденного солнца до здания с кондиционером).
- Берегите свою кожу. Следите за тем, чтобы она была чистой и увлажненной, обращайте внимание на участки кожи или складки, где может накапливаться пот и влага.
Автор: врач-иммунолог Алена Парецкая
Введите e-mail, чтобы подписаться на нашу рассылку
Источник