Температура воздуха в открытом космосе. Как происходит передача тепла. Облако вокруг Веги

Какая температура в космосе за пределами земной атмосферы? А в межзвездном пространстве? А если мы выйдем за пределы нашей галактики, будет ли там холоднее, чем внутри Солнечной системы? И можно ли вообще говорить о температуре применительно к вакууму? Попробуем разобраться.

Что такое тепло

Для начала необходимо понять, чем же в принципе является температура, как образуется тепло и отчего возникает холод. Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо рассмотреть строение материи на микроуровне. Все вещества во Вселенной состоят из элементарных частиц - электронов, протонов, фотонов и так далее. Из их сочетания образуются атомы и молекулы.

Микрочастицы не являются неподвижными объектами. Атомы и молекулы постоянно колеблются. А элементарные частицы и вовсе перемещаются со скоростями, близкими к световым. Какая тут связь с температурой? Прямая: энергия движения микрочастиц - это и есть тепло. Чем сильнее колеблются молекулы в куске металла, например, тем горячее он будет.

Что такое холод

Но если тепло - это энергия движения микрочастиц, то какой будет температура в космосе, в вакууме? Конечно, межзвездное пространство не совсем пустое - сквозь него движутся фотоны, несущие свет. Но плотность материи там намного ниже, чем на Земле.

Чем меньше атомы сталкиваются друг с другом, тем слабее греется вещество, которое из них состоит. Если находящийся под большим давлением газ выпустить в разреженное пространство, его температура резко понизится. На этом принципе основана работа всем известного компрессорного холодильника. Таким образом, температура в открытом космосе, где частицы находятся очень далеко друг от друга и не имеют возможности сталкиваться, должна стремиться к абсолютному нулю. Но так ли это на практике?

Как происходит передача тепла

Когда вещество нагревается, его атомы испускают фотоны. Это явление тоже хорошо всем знакомо - накалившийся металлический волосок в электрической лампочке начинает ярко светиться. При этом фотоны переносят тепло. Таким образом энергия переходит от горячего вещества к холодному.

Космическое пространство не только пронизано фотонами, которые испускают бесчисленные звезды и галактики. Вселенная заполнена также так называемым реликтовым излучением, которое образовалось на ранних этапах ее существования. Именно благодаря этому явлению температура в космосе не может опуститься до абсолютного нуля. Даже вдали от звезд и галактик материя будет получать рассеянное по Вселенной тепло от реликтового излучения.

Что такое абсолютный нуль

Никакое вещество нельзя охладить ниже определенной температуры. Ведь остывание - это потеря энергии. В соответствии с законами термодинамики в определенной точке энтропия системы достигнет нуля. В этом состоянии вещество уже не сможет терять энергию. Это и будет предельно возможная низкая температура.

Наиболее яркой иллюстрацией этого явления может служить климат Венеры. Температура на ее поверхности достигает 477 °C. Благодаря атмосфере Венера жарче, чем Меркурий, который находится ближе к Солнцу.

Средняя температура поверхности Меркурия 349,9 °C днем и минус 170,2 °C ночью.

Марс может нагреваться до 35 градусов Цельсия летом на экваторе и охлаждаться до -143 °C зимой в районе полярных шапок.

На Юпитере температура достигает -153 °C.

Но холоднее всего на Плутоне. Температура его поверхности - минус 240 °C. Это лишь на 33 градуса выше абсолютного нуля.

Самое холодное место в космосе

Выше было сказано, что межзвездное пространство прогревается реликтовым излучением, а потому температура в космосе по Цельсию не опускается ниже минус 270 градусов. Но оказывается, могут существовать и более холодные участки.

В 1998 году телескоп Хаббл обнаружил газо-пылевое облако, которое стремительно расширяется. Туманность, названная Бумерангом, образовалась вследствие явления, известного как звездный ветер. Это очень интересный процесс. Суть его состоит в том, что из центральной звезды с огромной скоростью "выдувается" поток материи, которая попадая в разреженное космическое пространство охлаждается вследствие резкого расширения.

По оценкам ученых, температура в туманности Бумеранг составляет всего один градус по шкале Кельвина, или минус 272 °C. Это самая низкая температура в космосе, которую на данный момент удалось зафиксировать астрономам. Туманность Бумеранг находится на расстоянии 5 тысяч световых лет от Земли. Наблюдать ее можно в созвездии Центавра.

Самая низкая температура на Земле

Итак, мы выяснили, какая температура в космосе и какое место самое холодное. Теперь остается узнать, какие самые низкие температуры были получены на Земле. А произошло это в ходе недавних научных экспериментов.

В 2000 году исследователи из Технологического университета в Хельсинки охладили кусок металла родия почти до абсолютного нуля. В ходе эксперимента была получена температура равная 1*10 -10 Кельвина. Это всего на 0,000 000 000 1 градуса выше нижнего предела.

Целью исследований было не только получение сверхнизких температур. Основная задача заключалась в изучении магнетизма ядер атомов родия. Это исследование было весьма успешным и принесло ряд интересных результатов. Эксперимент помог понять, как магнетизм влияет на сверхпроводящие электроны.

Достижение рекордно низких температур состоит из нескольких последовательных этапов охлаждения. Вначале с помощью криостата металл охлаждается до температуры 3*10 -3 Кельвина. На следующих двух этапах используется метод адиабатического ядерного размагничивания. Родий охлаждается до температуры сначала 5*10 -5 Кельвина, а затем достигает рекордно низкой температуры.

А вы знаете какая температура в космосе? В космосе действительно очень холодно. Его температура составляет -454.8 °F (-270 °C). В космическом пространстве большое значение имеет только температура, остальное не важно. Космос в большинстве своем представляет собой пустоту, где нет абсолютно ничего. Однако большинство случайных объектов, летающих в космическом пространстве, будут иметь ту же температуру, что и космос (или приблизительно такую же).

В космосе нет воздуха, поэтому тепло передается только посредством инфракрасного излучения. Это означает, что постепенно происходит потеря тепла. Объект в глубоком космическом пространстве в конечном итоге остужается лишь до нескольких градусов Кельвина, но замерзание происходит не мгновенно, как это обычно показывается в фильмах, а постепенно. Требуется несколько часов, чтобы замерзнуть в космосе, однако в пространстве присутствует достаточно явлений, которые убьют вас намного раньше. Объекты, которые долгое время перемещаются в космосе, также имеют очень холодную температуру. Прикоснуться к такому предмету было бы самоубийством, поскольку он заберет все тепло.

В то же время солнечный ветер может быть действительно очень горячим. Температура поверхности солнца составляет 9 980 °F (5 526 °C), а само солнце излучает множество инфракрасных лучей. Аналогично межзвездные газовые облака могут иметь температуру в тысячи градусов.

Опасным моментом здесь является то, что температуры в космосе действительно имеют критические величины, которые оказывают большое давление на объекты за пределами атмосфер и конвекции. В околоземной орбите сторона, обращенная к солнцу, достигает температуры 248 °F (120 °C). В то же время сторона, находящаяся в тени, может иметь температуру -148 °F (-100 °C). Таким образом, получается, что часть, находящаяся в лучах солнца, имеет температуру выше температуры кипения (212 °F / 100 °C), а часть, расположенная в тени - температуру ниже самого холодного антарктического показателя (-128 °F / -89 °C). Человеческое тело не может нормально воспринимать подобные температуры, особенно одновременно.

Температура других объектов варьируется в зависимости от различных факторов: их отражения, приближенности и направленности к солнцу, формы, массы, от времени пребывания в космическом пространстве и т.д. Гладкий алюминий, направленный к солнцу и находящийся от него примерно на таком же расстоянии, как и земля, может нагреться до 850°F. Непрозрачный материал, покрытый высококачественной белой краской, не сможет иметь температуру выше -40°F, даже если он будет направлен к солнцу.

Ввиду этих величин человек ни в коем случае не может выходить в открытый космос без скафандра.

Космические аппараты вращаются медленно, чтобы не подвергаться длительному воздействию солнечных лучей или наоборот слишком долго не оставаться в тени.

Температура кипения в космосе

Температура кипения жидкости не является постоянной величиной: она зависит от давления, оказываемого на жидкость. Именно поэтому вода закипает на высокой местности быстрее, поскольку там воздух более жидкий. Естественно, за пределами атмосферы, где отсутствует воздух, температура кипения будет намного ниже.

В вакууме температура кипения воды будет меньше комнатной температуры. Вот почему космическое воздействие настолько опасно: кровь буквально закипает в венах. Именно поэтому в космосе так редко встречаются жидкости и так часто твердые тела и газы.

1 апреля 2014 в 06:33

Факты о космосе, в которые трудно поверить

Фототехника ,
Космонавтика ,
Физика

1 апреля принято всех обманывать или подшучивать, но я пойду против традиции. Даже в этот день я не могу позволить себе обман читателей. Поэтому расскажу о реальных фактах, которые вызвали мое удивление. Разумеется, для кого-то эти факты не станут новостью, но, надеюсь, хоть что-то сможет заинтересовать каждого. И еще надеюсь, что многие, подобно мне, и вопреки заветам Шерлока Холмса, тащат в свой мозговой чердак не только нужное, но и просто интересное. Буду рад, если эта первоапрельская подборка заставит кого-нибудь забраться поглубже в источники и перепроверить мои заявления.

Температура в космосе, на орбите Земли равна +4°С

Если быть точным, то не на орбите Земли, а на расстоянии от Солнца равному удаленности орбиты Земли. И для абсолютно черного тела, т.е. такого, которое полностью поглотит солнечные лучи, ничего не отразив обратно.

Считается, что температура в космосе стремится к абсолютному нулю. Во-первых, это не совсем так, поскольку вся известная Вселенная нагрета до 3 К, реликтовым излучением. Во-вторых, вблизи от звезд температура повышается. А мы обитаем довольно близко к Солнцу. Сильная теплозащита нужна скафандрам и космическим кораблям потому, что они входят в тень Земли, и наше светило уже не может их согревать до указанного +4°С. В тени температура может опускаться до -160° С, например ночью на Луне. Это холодно, но до абсолютного нуля еще далеко.

Вот, для примера, показания бортового термометра спутника TechEdSat , который вращался на низкой околоземной орбите:

На него оказывала влияние еще и земная атмосфера, но в целом график демонстрирует не те ужасные условия, которые принято представлять в космосе.

На Венере местами идет свинцовый снег

Это, наверно, самый поразительный факт о космосе, который я узнал не так давно. Условия на Венере настолько отличаются от всего, что мы могли бы вообразить, что венериане спокойно могли бы летать в земной ад, чтобы отдохнуть в мягком климате и комфортных условиях. Поэтому, как бы ни казалась фантастической фраза “свинцовый снег”, для Венеры - это реальность.

Благодаря радару американского зонда Magellan вначале 90-х, ученые обнаружили на вершинах венерианских гор некое покрытие, обладающее высокой отражающей способностью в радиодиапазоне. Поначалу предполагалось несколько версий: последствие эрозии, отложение железосодержащих материалов и т.п. Позже, после нескольких экспериментов на Земле, пришли к выводу , что это самый натуральный металлический снег, состоящий из сульфидов висмута и свинца. В газообразном состоянии они выбрасываются в атмосферу планеты во время извержений вулканов. Затем термодинамические условия на высоте 2600 м способствуют конденсации соединений и выпадению на возвышенностях.

В Солнечной системе 13 планет… или больше

Когда Плутон разжаловали из планет, правилом хорошего тона стало знание, что в Солнечной системе всего восемь планет. Правда, при этом же, ввели новую категорию небесных тел - карликовые планеты. Это “недопланеты”, которые имеют округлую (или близкую к ней) форму, не являются ничьими спутниками, но, при этом не могут очистить собственную орбиту от менее массивных конкурентов. Сегодня считается, что таких планет пять: Церера, Плутон, Ханумеа, Эрида и Макемаке. Ближайшая к нам - Церера. Через год мы узнаем о ней намного больше чем сейчас, благодаря зонду Dawn. Пока знаем только, что она покрыта льдом и с двух точек на поверхности у нее испаряется вода со скоростью 6 литров в секунду. О Плутоне тоже узнаем в следующем году, благодаря станции New Horizons. Вообще, как 2014 год в космонавтике станет годом комет, 2015 год обещает стать годом карликовых планет.

Остальные карликовые планеты находятся за Плутоном, и какие-либо подробности о них мы узнаем не скоро. Буквально на днях нашли еще одного кандидата, правда официально его в список карликовых планет не включили, так же как и его соседку Седну. Но не исключено, что найдут еще, несколько более крупных карликов, поэтому число планет в Солнечной системе еще вырастет.

Телескоп Hubble - не самый мощный

Благодаря колоссальному объему снимков и впечатляющим открытиям, совершенным телескопом Hubble, у многих существует представление, что этот телескоп обладает самым высоким разрешением и способен увидеть такие детали, которые не увидеть с Земли. Какое-то время так и было: несмотря на то, что на Земле можно собрать большие зеркала на телескопах, существенное искажение в изображения вносит атмосфера. Поэтому даже “скромное” по земным меркам зеркало диаметром 2,4 метра в космосе, позволяет добиться впечатляющих результатов.

Однако, за годы, прошедшие с момента запуска Hubble и земная астрономия не стояла на месте, было отработано несколько технологий, позволяющих, если не полностью избавиться от искажающего действия воздуха, то существенно снизить его воздействие. Сегодня самое впечатляющее разрешение способен дать Very Large Telescope Европейской Южной обсерватории в Чили. В режиме оптического интерферометра, когда вместе работают четыре основных и четыре вспомогательных телескопа, возможно достичь разрешающей способности превышающей возможности Hubble примерно в пятьдесят раз.

К примеру, если Hubble дает разрешение на Луне около 100 метров на пиксель (привет всем, кто думает, что так можно рассмотреть посадочные аппараты Apollo), то VLT может различить детали до 2 метров. Т.е. в его разрешении американские спускаемые аппараты или наши луноходы выглядели бы как 1-2 пикселя (но смотреть не будут из-за чрезвычайно высокой стоимости рабочего времени).

Пара телескопов обсерватории Keck, в режиме интерферометра, способны превысить разрешение Hubble в десять раз. Даже по отдельности, каждый из десятиметровых телескопов Keck, используя технологию адаптивной оптики, способны превзойти Hubble примено в два раза. Для примера фото Урана:

Впрочем Hubble без работы не остается, небо большое, а широта охвата камеры космического телескопа превышает наземные возможности. А для наглядности можно посмотреть сложноватый, но информативный

Какая температура в открытом космосе? в градусах по Цельсию

Температура открытого космоса близка к абсолютному нулю, т.е. -273 С,(но никогда не достигает температуры абсолютного нуля).
-273С
Близко к абсолютному нулю (-273С)
Смотря о какой температуре идет речь.
Например температура реликтового излучения 4 К
херня это все. в тени -160, там же еще пространство нагрето реликтовым излучением, поэтому -160. для скафандра норм
К космическому пространству неприменимо понятие температуры в нашем обычном понимании; там ее просто нет. Здесь имеется в виду термодинамическое ее понятие - температура является характеристикой состояния вещества, меру движения молекул среды. А вещество в открытом космическом пространстве как раз практически отсутсвует. Однако, космическое пространство пронизано излучением самых разных источников самой разнообразной интенсивности и частоты. И температуру можно понимать, как суммарную энергию излучения в каком-то месте пространства.
Термометр, помещенный здесь, будет показывать сначала ту температуру, какая была характерна для среды, из которой его извлекли, например, из капсулы или соответсвующего отсека космического корабля. Затем со временем прибор начнет нагреваться, причем, нагреваться очень сильно. Ведь даже на Земле, в условиях, где существует конвективный теплообмен, лежащие на открытом солнце камни и металлические предметы нагреваются очень сильно, настолько, что к ним невозможно прикоснуться.

В Космосе нагрев будет намного сильнее, так как вакуум является надежнейшим теплоизолятором.
Оставленный на произвол судьбы космический аппарат или какое-либо другое тело охладится до температуры -269oС. Спрашивается, почему не ло абсолютного нуля?
Дело в том, что в космическом пространстве с чудовищными скоростями летят различные элементарные частицы, ионы, испускаемые горячими небесными телами. Космос пронизан лучистой энергией этих обьъектов, как в видимом, так и в невидимом диапазонах.
Посчты свидетельствуют, что энергия этого излучения и корпускулярных частиц в сумме равна энергии тела, охлажднного до темпертатуры -269oС. Вся эта энергия, падающая на квадратный метр поверхности даже при полном е поглощении врядли смогла бы нагреть стакан воды на 0,1oС.
- 200 и выше
абсолютный 0 градусов по Цельсию
Про абсолютный ноль слышал? -273
Температура чего? В открытом космосе - вакуум.
Который раз убеждаюсь, что народ не въезжает в простые вещи...
Какая температура внутри кинескопа обычного телевизора, гг. Никонов и Fless? Ведь там ВАКУУМ, да ещ какой. У вас повернтся язык сказать, что внутри телевизора -273 градуса?
Как вообще измеряют температуру? Да хоть что угодно? Для этого измеряемую величину сравнивают с эталоном при помощи измерительного инструмента. Других способов нет. И СЧИТАЕТСЯ (по определению), что показания инструмента и есть значение, которое мы намеряем.
Что является инструментом для измерения температуры? Праально, градусник. Значит, если высунуть в космос градусник, то температурой космоса ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ надо будет считать то, что показывает градусник.
В физике градусником считается абсолютно чрное тело. Поэтому температурой космоса ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ следует считать ту, которую приобретт абсолютно чрное тело. И эта температура равна примерно 2,3К (-270,85 С). Это ВЫШЕ абсолютного нуля на весьма заметную величину. И связана в первую очередь с реликтовым излучением, а вовсе не с ионами и прочей летающй в космосе мелочвкой. Потому как реликтовое излучение есть везде, и плотность его везде почти однородна.
Разумеется, вблизи звзд к этому прибавится излучение самой звезды. Для околоземного космического пространства равновесная температура абсолютно чрного тела близка к 120 градусам Цельсия. Примерно до такой температуры нагревается поверхность Луны.
В космосе невозможно измерить температуру, так как температуру можно измерить воздуха, газа, но не вакуума. Есть понятие как теплоотдача в космосе!
Температура - это физическая величина характеризующая кинетическую энергию движения частиц среды, и поскольку в космосе среда отсутсвует, то действительно эта энергия очень мала и температура близка к абсолютному нулю - 273,
НО не надо думать что ты умршь от холода при такой температуре)) Дело в том что плотность среды космоса так же близка к нулю, и при этом конвективный теплообмен будет полностью отсутствовать, Гораздо страшнее то что давление в организме -1 атмосфера а в космосе тоже 0 и организм просто раздуется и взорвтся без скафандра!
Как нет температуры? Поставим вопрос по другому: человеку в космосе будет жарко или холодно? Как жарко? Или как холодно? Ему брать шубу, две? Или можно в трусах?
-273 градуса
Температера чего, и в каком месте? Так на околоземной орбите или почти тоже самое на Луне, освешенная Солнцем сторона может нагреваться до +150-170С, обратная, теневая сторона успевает охладиться до примерно таких же величин но с отрицательным знаком. Чем дальше от Солнца, тем становится холоднее.

з наете ли вы, какой температурой обладает космическое пространство ? На самом деле для человека в нём царит холод – около -270 градусов. Космос – это по большей части незаполненная пустота, поэтому температура в нём имеет большое влияние. Те же объекты, которые находятся в космическом пространстве , приобретают его температуру.

Воздух здесь отсутствует, а передача тепла идёт за счёт инфракрасного излучения. То есть, постепенно тепло теряется. Объект, попадающий в глубины космоса, теряет его не моментально, а постепенно, по нескольку градусов. Чтобы замёрзнуть полностью в открытом космосе человеку потребуется несколько часов, но умереть от замерзания ему вряд ли придётся, так как в вакууме есть множество других явлений, которые убьют вас намного раньше. Курсирующие в космосе объекты обладают очень низкой температурой. Если вы прикоснетесь к ним, сразу же погибнете, так как они заберут всё ваше тепло.

Т ем не менее, ветер в космосе может быть очень горячим. Взять хотя бы Солнце, которое излучает инфракрасные волны высокой температуры. А оно такое не одно, есть большое количество звёздных облаков между звёздами, нагревающихся до нескольких тысяч градусов.

То, что поверхность Солнца обладает высокой температурой, оказывает влияние на жизнь на Земле. Та сторона орбиты нашей планеты, которая повернута к нему, может нагреваться выше 100 градусов, другая сторона орбиты, расположенная в тени, наоборот, имеет температуру около -100 градусов. Для человека оба варианта считаются неприемлемыми. Быстрые перепады температур он выдерживать тоже не в состоянии.

Температура поверхности других тел зависит от множества факторов. Роль играет и масса тела, и её форма, и удаленность от Солнца, и влияние других объектов космоса. К примеру, если отправить по направлению к Солнцу алюминий, находясь от звезды на расстоянии, равном расстоянию, на котором находится от неё наша планета, он приобретет температуру до 850 F. Если же взять непрозрачный элемент и покрыть его краской белого цвета, выше значения -40 F он не нагреется. Именно поэтому выход в открытый космос без использования скафандра чрезвычайно опасен для человека. Что касается инопланетян , быть может, они устроены по-другому, поэтому могут жить в вакууме без дополнительных приспособлений.

Температура кипения жидкости в космосе непостоянна. Она зависит от давления, влияющего на неё. На высокой местности вода кипит быстро, так как газ там жидкий. Так как за атмосферой воздуха нет, температура кипения становится ниже. Поэтому нахождение в вакууме человека так опасно, его кровь может просто закипеть в жилах. Это объясняет то, что в нем встречаются в основном твёрдые тела.