Se as pessoas tivessem a oportunidade de viajar no espaço, de planeta para planeta, com que cuidado seria necessário pensar em tudo. Até comida, temperatura e higiene pessoal. Hollywood está repleta de filmes dedicados ao tema do espaço, em que as pessoas no espaço finalmente perderam suas chances de vida. Todo mundo viu a foto quando o traje espacial endurecido foi realizado ao longo da órbita. Por que o espaço é frio? Afinal, na órbita da Terra existem muitos astronautas que foram para o espaço sideral, e permaneceram sãos e salvos.
Está frio no espaço?
Suponha que estamos tão distantes dos corpos celestes, que com sua energia e temperatura são capazes de agir sobre o corpo material. Também nos isolamos dos planetas e de seus satélites, capazes de afetar a temperatura de seu núcleo. Sujeito a esses pontos, a temperatura será de -274 graus Celsius. Essa temperatura é chamada de zero absoluto, ou seja, a temperatura não pode ser inferior à natureza. Por que o espaço é frio? - porque este é o único local em que a temperatura cai para zero absoluto.
Nas realidades cotidianas, a temperatura não pode ter um valor abaixo de zero. A exceção é apenas as partes mais remotas do universo. Na órbita da Terra, levando em consideração todos os fatores, a temperatura é de aproximadamente - 4 graus Celsius.
O que acontece quando o zero absoluto
Zero absoluto é a temperatura zero na escala Kelvin. Sob condições padrão, essa temperatura não é possível. A temperatura mais baixa no espaço é -274 (Celsius) ou 0 (Kelvin). Então, por que a temperatura não é capaz de atravessar a fronteira?
De acordo com a terceira lei da termodinâmica, que foi acordada por Nernst, quando a temperatura tende ao seu zero absoluto, a entropia do sistema (ou corpo), a capacidade de calor e o coeficiente de expansão térmica tendem a isso. Se a temperatura atingir o zero absoluto, o processo de movimento caótico de átomos e moléculas para. Do ponto de vista da termodinâmica, o corpo se decompõe em moléculas. E do ponto de vista da física quântica, vibrações zero continuam a ocorrer no corpo. São esses julgamentos que ajudam a responder à pergunta: "Por que está frio no espaço?"
Físicos da Universidade de Yale conduziram um experimento com monofluoreto de estrôncio (SrF). Uma molécula foi colocada em um campo magnético, que constantemente perdia energia e, por fim, o mais próximo possível do zero absoluto, a molécula se decompunha em átomos.
Graças a estudos de temperaturas próximas ao zero absoluto, foi obtido o efeito da supercondutividade, amplamente utilizado na indústria e na ciência.
Transferindo a situação para o espaço sideral, podemos dizer que atingir o zero absoluto é dificultado pela radiação das estrelas.
Tipos de transferência de calor
No curso escolar de física, é considerada uma seção de termodinâmica, na qual eles prestam atenção aos tipos de transferência de calor. Esta seção da física ajudará a responder à pergunta "por que é mais frio no espaço do que na Terra"?
Existem três tipos de transferência de calor na natureza:
- Condutividade térmica. Esta é a transição de energia de um corpo mais quente ou parte do corpo para um menos aquecido. Note-se que é impossível transferir energia de mais fria para menos fria (de acordo com o princípio da segunda lei da termodinâmica). Exemplo: aquecendo um corpo de metal.
- Convecção A energia é transmitida por fluxos (jatos). Exemplo: transferência de calor em uma sala entre ar frio e quente.
- Radiação. A energia é transmitida através de ondas eletromagnéticas. Exemplo: calor solar.
Como o espaço é um vácuo (a densidade de moléculas no espaço é desprezível - 10 ^ -31 g / cm ^ 3), deve-se assumir que a única opção possível para transferência de calor é a radiação. A Terra não é um vácuo, possui uma atmosfera (moléculas na superfície do planeta), que permite a transferência de três tipos de calor ao mesmo tempo.
A dependência da temperatura na posição do corpo
A radiação no espaço vem de corpos aquecidos; em nossa galáxia, é o sol. O sol envia ondas eletromagnéticas de sua superfície, que têm uma trajetória direta de movimento. Consequentemente, o corpo recebe energia se o Sol estiver ao alcance.
Se ondas eletromagnéticas atingem o objeto, o corpo absorve energia térmica. Mas a troca com o meio ambiente não ocorrerá, pois o corpo está rodeado por um vácuo, que praticamente não possui moléculas.
Se, por exemplo, o objeto estiver além do lado escuro do planeta, onde as ondas eletromagnéticas não podem chegar, o corpo realmente esfriará, buscando o zero absoluto.
Portanto, um revestimento resistente ao calor é aplicado à superfície de estações espaciais e trajes espaciais.
