新浪科技訊 北京時間10月12日消息,太陽是光和熱的至高來源。太陽的能量通過輻射到達(dá)地球。當(dāng)有云層覆蓋的時候,由于云層的隔離效果,太陽的溫暖會急劇下降。
你是否曾經(jīng)渴望像太陽一樣耀眼,為你所愛的人帶來溫暖和舒適?太陽不僅是我們地球的主要能源,也是我們生活中希望和樂觀的經(jīng)典象征。太陽距離我們有數(shù)百萬公里,但太陽卻從未中斷為我們提供光和熱。太陽賜予的光和熱,是地球生命的重要泉源。
想象你自己正沐浴在陽光下。縷縷陽光溫暖著你的雙腳,讓你倍感愜意。突然,烏云盤旋在頭頂,擋住了陽光。你無法再感受到柔和的暖陽。這時,你可能會問,太陽的熱量既然能夠穿越如此遙遠(yuǎn)的距離到達(dá)地球,卻又為何被云層輕易地遮擋呢?
要了解這些問題的科學(xué)答案,讓我們從了解基礎(chǔ)原理開始。熱量從溫度較高的物體流向溫度較低的物體。這種熱傳遞過程會持續(xù)發(fā)生,直至兩個物體達(dá)到相同的溫度,稱為熱平衡。
熱傳遞有三種不同的機(jī)制:
1)傳導(dǎo)
從微波爐中取出盤子的時候,你是否不小心燙到手?燙手的罪魁禍?zhǔn)拙褪菬醾鲗?dǎo)。
在這個過程中,熱量以動能的形式從相互接觸的高溫區(qū)域傳遞到低溫區(qū)域。這個過程不涉及分子從一個地方到另一個地方的實(shí)際運(yùn)動,而只是被激動的分子將它們的能量傳遞給相鄰的分子。這個過程會持續(xù)發(fā)生,直至兩個區(qū)域達(dá)到相同的溫度,沒錯,就是達(dá)到熱平衡。
這是最簡單的熱傳遞形式,且主要發(fā)生在固體間。熱傳導(dǎo)也稱為漫射。
例如,拿在手上的巧克力會融化,這是因?yàn)槟闶稚系臒崃客ㄟ^熱傳導(dǎo)傳遞給了巧克力,使得巧克力溫度上升,進(jìn)而融化。
2)對流
泡茶的時候,你是否觀察過水杯中茶葉向上的移動?造成這種有趣現(xiàn)象的正是熱對流。
在這個過程中,由于熱流體和冷流體的密度不同,熱量通過分子在整個流體(液體和氣體)中的實(shí)際運(yùn)動來傳遞。這種持續(xù)的分子流動在流體內(nèi)形成一股氣流。
當(dāng)流體被加熱時,靠近熱源的分子獲得能量并開始更快速地移動。由于這些分子被加熱,密度降低,它們開始向上移動。更重、溫度更低的分子則占據(jù)了快速向上移動的分子留下的空位,這個過程會持續(xù)進(jìn)行。于是,一股氣流在流體內(nèi)形成。
例如,陸風(fēng)和海風(fēng)形成于陸地和海洋之間的溫差引起的對流;反過來,這些陸風(fēng)和海風(fēng)又會導(dǎo)致陸地和海洋上方空氣的溫差。
3)輻射
即使你沒有坐在篝火附近,你也可以感受到篝火的溫暖。在這種情況下,輻射有助于熱傳遞。
在這個過程中,能量的傳遞是通過電磁波中的光子(能量包)來實(shí)現(xiàn)的。電磁波(如光、微波和紅外輻射)的傳播不需要介質(zhì)。沒有任何接觸,你的身體也可以吸收電磁波。
太陽的熱量如何能夠穿越如此遙遠(yuǎn)的距離到達(dá)地球?
太陽的熱量通過真空傳播到我們的地球,這個現(xiàn)象就是輻射。太陽光到達(dá)地球大約需要8分20秒。當(dāng)這種能量到達(dá)地球大氣層時,熱傳導(dǎo)和熱對流都將發(fā)揮重要作用,把太陽的熱量分散到地球各處。
為什么陽光無法穿過烏云呢?
要回答這個問題,我們需要先了解“隔熱”一詞。
隔熱是在冷熱物體之間制造一個屏障以阻止熱量傳遞的過程。有助于隔熱的材料稱為絕熱體。熱量無法通過絕熱體流動,從而限制了熱量的傳遞。
云層起到了隔熱的作用,阻擋了來自太陽的熱量。這就是為什么當(dāng)云層覆蓋的時候,你感受到不到溫暖的陽光。云層的這種特性對于維持地球夜間的最佳溫度至關(guān)重要。大氣層周圍的云層吸收了從地球表面逸出的熱量,然后在夜間使我們保持溫暖。
寫在最后
幾個世紀(jì)以來,人們一直把太陽當(dāng)做神祇來敬拜。太陽是地球上生命的供養(yǎng)者。生命的維持離不開來自太陽的能量。這種能量由核聚變產(chǎn)生。在高溫高壓下,氫原子核融合形成一個氦原子,同時釋放出大量光和熱。
對日?,F(xiàn)象和事件做一點(diǎn)點(diǎn)的科學(xué)探索可以讓我們對周圍環(huán)境有更深入的了解。所以,請不要停下學(xué)習(xí)的步伐?。▌蛄眨?/p>
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