หากผู้คนมีโอกาสเดินทางไปในอวกาศจากดาวเคราะห์สู่ดาวเคราะห์จำเป็นต้องคิดอย่างรอบคอบทุกอย่าง ขึ้นอยู่กับอาหารอุณหภูมิและสุขอนามัยส่วนบุคคล ฮอลลีวูดประกอบไปด้วยภาพยนตร์ที่อุทิศให้กับธีมของอวกาศซึ่งในที่สุดผู้คนในอวกาศก็สูญเสียโอกาสในการใช้ชีวิต ทุกคนเห็นภาพเมื่อชุดอวกาศที่แข็งทื่อถูกนำขึ้นไปบนวงโคจร ทำไมพื้นที่จึงเย็น? หลังจากทั้งหมดในวงโคจรของโลกมีนักบินอวกาศหลายคนที่เข้าไปในอวกาศและพวกเขายังคงปลอดภัยและเสียง
มันเย็นในอวกาศหรือไม่
สมมติว่าเราอยู่ไกลจากวัตถุท้องฟ้าซึ่งมีพลังงานและอุณหภูมิของมันสามารถทำหน้าที่กับวัตถุ เราแยกตัวเราเองออกจากดาวเคราะห์และดาวเทียมซึ่งสามารถส่งผลกระทบต่ออุณหภูมิแกนกลางของพวกมัน ภายใต้ประเด็นเหล่านี้อุณหภูมิจะอยู่ที่ -274 องศาเซลเซียส อุณหภูมินี้เรียกว่าศูนย์สัมบูรณ์ซึ่งก็คืออุณหภูมิไม่สามารถต่ำกว่าในธรรมชาติได้ ทำไมพื้นที่จึงเย็น? - เพราะนี่เป็นสถานที่เดียวที่อุณหภูมิลดลงถึงศูนย์สัมบูรณ์
ในความเป็นจริงทุกวันอุณหภูมิไม่สามารถมีค่าต่ำกว่าศูนย์ ข้อยกเว้นเป็นเพียงส่วนที่ห่างไกลที่สุดของจักรวาล ในวงโคจรของโลกโดยคำนึงถึงปัจจัยทั้งหมดอุณหภูมิประมาณ - 4 องศาเซลเซียส
จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อศูนย์สัมบูรณ์
ศูนย์สัมบูรณ์คืออุณหภูมิศูนย์ในระดับเคลวิน ภายใต้เงื่อนไขมาตรฐานอุณหภูมิดังกล่าวไม่สามารถทำได้ อุณหภูมิที่เย็นที่สุดในอวกาศคือ -274 (เซลเซียส) หรือ 0 (เคลวิน) เหตุใดอุณหภูมิจึงไม่สามารถข้ามชายแดนได้
ตามกฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์ซึ่งตกลงโดย Nernst เมื่ออุณหภูมิมีแนวโน้มที่จะเป็นศูนย์สัมบูรณ์เอนโทรปีของระบบ (หรือร่างกาย) ความจุความร้อนและสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนมีแนวโน้มที่จะเป็นไปได้ ถ้าอุณหภูมิสูงถึงศูนย์สัมบูรณ์กระบวนการของอะตอมและโมเลกุลก็จะหยุดนิ่ง จากมุมมองของอุณหพลศาสตร์ร่างกายจะสลายตัวเป็นโมเลกุล และจากมุมมองของฟิสิกส์ควอนตัมการสั่นสะเทือนเป็นศูนย์ยังคงเกิดขึ้นในร่างกาย การตัดสินเหล่านี้ช่วยตอบคำถาม: "ทำไมจึงเย็นในอวกาศ"
นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยเยลทำการทดลองเกี่ยวกับสทรอนเทียมมโมโนฟลูออไรด์ (SrF) โมเลกุลถูกวางไว้ในสนามแม่เหล็กซึ่งสูญเสียพลังงานอย่างต่อเนื่องและในที่สุดใกล้กับศูนย์สัมบูรณ์ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้โมเลกุลสลายตัวเป็นอะตอม
ด้วยการศึกษาอุณหภูมิที่ใกล้เคียงกับค่าสัมบูรณ์สัมบูรณ์ได้รับผลกระทบของความนำไฟฟ้ายิ่งยวดซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมและวิทยาศาสตร์
การถ่ายโอนสถานการณ์ไปสู่อวกาศเราสามารถพูดได้ว่าการบรรลุศูนย์สัมบูรณ์นั้นถูกขัดขวางโดยรังสีจากดวงดาว
ประเภทของการถ่ายเทความร้อน
ในหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียนจะพิจารณาส่วนของอุณหพลศาสตร์ซึ่งพวกเขาให้ความสนใจกับชนิดของการถ่ายเทความร้อน ส่วนของฟิสิกส์นี้จะช่วยตอบคำถาม "ทำไมมันถึงเย็นกว่าในอวกาศมากกว่าบนโลก"
ในธรรมชาติมีการถ่ายเทความร้อนสามประเภท:
- การนำความร้อน นี่คือการเปลี่ยนพลังงานจากร่างกายที่อุ่นกว่าหรือเป็นส่วนหนึ่งของร่างกายไปสู่ความร้อนที่น้อยลง มันควรจะสังเกตว่ามันเป็นไปไม่ได้ที่จะถ่ายโอนพลังงานจากเย็นไปเย็นน้อยกว่า (ตามหลักการของกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์) ตัวอย่าง: การทำความร้อนร่างกายโลหะ
- พา พลังงานถูกส่งโดยกระแส (เจ็ตส์) ตัวอย่าง: การถ่ายเทความร้อนในห้องระหว่างอากาศเย็นและอากาศอุ่น
- การแผ่รังสี พลังงานถูกส่งผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ตัวอย่าง: ความร้อนจากแสงอาทิตย์
เนื่องจากอวกาศเป็นสุญญากาศ (ความหนาแน่นของโมเลกุลในอวกาศมีน้อยมาก - 10 ^ -31 g / cm ^ 3) จึงควรสันนิษฐานว่าทางเลือกเดียวที่เป็นไปได้สำหรับการถ่ายเทความร้อนคือการแผ่รังสี โลกไม่ใช่สูญญากาศ แต่ก็มีชั้นบรรยากาศ (โมเลกุลบนพื้นผิวของดาวเคราะห์) ซึ่งช่วยให้การถ่ายเทความร้อนสามประเภทพร้อมกัน
การพึ่งพาของอุณหภูมิกับตำแหน่งของร่างกาย
การแผ่รังสีในอวกาศมาจากวัตถุที่ร้อนในกาแลคซีของเรามันคือดวงอาทิตย์ ดวงอาทิตย์ส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาจากผิวของมันซึ่งมีวิถีการเคลื่อนที่โดยตรง ดังนั้นร่างกายจะได้รับพลังงานหากดวงอาทิตย์อยู่ในช่วง
หากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนกับวัตถุร่างกายจะดูดซับพลังงานความร้อน แต่การแลกเปลี่ยนกับสิ่งแวดล้อมจะไม่เกิดขึ้นเนื่องจากร่างกายถูกล้อมรอบด้วยสุญญากาศซึ่งแทบไม่มีโมเลกุล
ยกตัวอย่างเช่นถ้าวัตถุอยู่นอกเหนือจากด้านมืดของดาวเคราะห์ที่ซึ่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไม่สามารถรับได้ดังนั้นร่างกายจะเย็นลงและพยายามเป็นศูนย์แน่นอน
ดังนั้นการเคลือบทนความร้อนจึงถูกนำไปใช้กับพื้นผิวของสถานีอวกาศและอวกาศ
