太空中的溫度大約是負270℃,但為什麼不會讓人感到寒冷

小謝娛樂哦 發佈 2020-06-04T07:37:06+00:00

太空中的溫度大約是-270攝氏度,但卻不會讓人感到寒冷,為什麼?這裡要區分溫度與熱量的概念:溫度是分子運動激烈程度的表現,是分子內能的標誌,嚴格來說每一個分子是有溫度的,但溫度卻不可疊加,上圖中每一個分子代表一個溫度,這麼多分子在一起還是這個溫度,相當於一杯10°C有水與另一杯1

太空中的溫度大約是-270℃,但卻不會讓人感到寒冷,為什麼?

我們平時看天氣預報,溫度越低,天氣越冷,反之越熱,這是給我們最直觀的感受。

可是我們還有另外一種感受,對於我們北方人來說,冬季南方溫度並不低,可是從南方歸來的北方人,對南方的冷刻骨銘心,這種感受出現了溫度與冷熱明顯差異,這與大氣中含的水汽潛熱多少有關。

這裡要區分溫度與熱量的概念:溫度是分子運動激烈程度的表現,是分子內能的標誌,嚴格來說每一個分子是有溫度的,但溫度卻不可疊加,上圖中每一個分子代表一個溫度,這麼多分子在一起還是這個溫度,相當於一杯10°C有水與另一杯10°C的水相混合,溫度沒變,不能變成20°C,但是熱量卻是這些分子運動能量的總和,所以說熱量可以疊加,水越多,熱量也越多,兩杯10°C的水混合在一起熱量卻增加了一倍。

溫度本質上是分子的熱運動的劇烈程度,太空中物質稀薄熱量傳導很緩慢,溫度最低-272℃,但這不代表人不會感到寒冷,因為體內水分的蒸發迅速,人會迅速凍成冰塊。

溫度的喪失可以靠輻射、對流、接觸、蒸發等方式,太空中缺少物質接觸,散熱最多的方式是輻射和蒸發,人體溫度高於外界人體的熱量就會以紅外線等方式向外界輻射,由於人體和外界的溫度差很大,這種溫度喪失方式會比在地面上劇烈的多;而且由於無大氣壓力,構成人體的液體成分的沸點就變低了,在人體溫範圍內液體成分就會迅速沸騰,如果沒有太空衣保護,人體水分迅速蒸發會帶走大量熱量,而冷這種感覺就是人體體表的溫度感受器感受到的熱量喪失的速率,所以在太空中人當然會感受到冷,這種冷不是太空人對太空低溫的感受,而是人體失壓帶來的自身熱量的迅速喪失。另外,太空中雖然缺乏和陽光作用的物質溫度很低,但是人體物質可以和陽光相互作用,太空中如果在陽光直射的條件下,人也會感覺到灼熱。

所以在載人航天中,發明了太空衣這種專用設備,除了提供太空人和飛船的通訊,還提供氧氣、空氣循環系統、保暖系統等,最重要的還有一種壓力穩定系統。壓力系統包括兩方面一方面是靠特殊的織物直接加壓,二是靠氣體加壓,但是由於太空衣的構造問題,太空衣內的氣壓要明顯低於地球表面的氣壓,大約只有0.4個大氣壓,很多太空人在進行艙外行走後都會反應一個問題,就是會出大量的汗,最早時進行艙外行走的太空人,幾小時內體重甚至能下降幾公斤,就是體內液體的大量喪失導致的。也由於太空中溫度低,太空衣內太空人身體中的水分迅速蒸發,太空衣內還有專門的保證頭盔鏡面乾燥的設備,避免影響太空人的視線造成危險。在一些影視作品中,當飛船內的氣壓迅速下降時,太空人都瑟瑟發抖,算是比較還原真實。

太空中可以感受到冷,也可以感受到熱,對熱的感受可能更加明顯一些,畢竟太空中也缺少遮蔽物,如果陽光直接和照射人體,會感受到明顯的灼熱,而對冷的感受則主要是由於自身熱量損失引發的體表溫度感受器的活動造成的感覺。

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