太空中零下200多度,這麼冷的天,為什麼航天器還要散熱?

大千世界 2021/06/29 檢舉 我要評論
 

大千世界,無奇不有,芸芸眾生,眾口難調

文/天空之城團隊

 

太空中的溫度非常低,宇宙中有些星雲的溫度更是低至零下270度左右,差不多接近絕對零度(零下273。15攝氏度)了。在常壓下,這麼低的溫度,連空氣也會被凍成固體。

在這麼冷的環境中,航天器通常還要考慮散熱問題。按理說,這麼冷的天根本熱不起來呀!那為什麼要散熱呢?

 

其實,這是因為太空中幾乎空無一物,不像地球上那樣,物體可以通過空氣對流進行有效的散熱。

如果沒有恒星,宇宙中的星球都將陷入極度寒冷與死寂當中。在太陽系中,最大的熱源就是太陽了,能給予地球溫暖。而離太陽距離越遠的行星,其表面溫度也越低。

太陽溫度那麼高,熱量那麼大,能把地球烤熱,而空曠的太空中還是那麼寒冷,是因為太空中幾乎空無一物,每立方米的空間內只有一個原子。而溫度是物質熱運動劇烈程度的體現,沒有足夠多的粒子,就算是太陽也無法把周圍的太空曬熱。

 

太空環境雖然很冷,但是航天器被太陽照射的那一面,卻又非常的熱,溫度達到了一兩百度。

以地球的衛星月球為例,月球表面是真空,沒有一丁點空氣,就是在這樣的環境下,月球陰面的溫度低至零下180度,而月球陽面的溫度卻高達160度。一陰一陽,溫度整整相差了340度,這就是有太陽照射和無太陽照射所表現出的巨大溫度差異。

 

地球上雖然也存在這種現象,但是白天和黑夜的溫差比較小,通常也不會超過50度。正是因為地球上存在大氣,由於空氣的高速流動,既形成了風,也使地球表面的平均溫度保持在15攝氏度左右,所以地球和月球雖處於同一公轉軌道,但溫差卻天差地別。

而在太陽系八大行星當中,溫差最大的就是水星了,溫差高達600攝氏度,造成這個現象的原因就是水星上沒有空氣。金星由於擁有稠密的大氣,並沒有較大的溫差,而且由於大氣中的溫室氣體較多,產生了極其嚴重的溫室效應,整個星球表面一直陷入數百度的高溫當中。

吸熱和放熱會引起溫度的變化,要想使溫度發生變化,就必須要轉移熱量。如果系統中存在溫度差,熱量總是會從溫度較高的區域轉移到溫度較低的區域。

 

在自然界中,熱的傳遞有三種方式,分別為:熱輻射、熱對流、熱傳導。其中,熱輻射是真空中的導熱方式,依靠電磁波傳遞熱量,不需要介質。熱對流是流體內的導熱方式,依靠物質流動轉移熱量;熱傳導是物質內部最普遍的導熱方式,依靠粒子碰撞。這兩種方式需要介質。

 

太空中空空蕩蕩的,沒有空氣。由於太空中沒有熱對流,太陽就只能通過熱輻射的方式將能量傳遞給地球。被太陽照射的那一面,會積聚大量的熱量,導致物體表面溫度升高,而物體僅靠熱傳導短時間內很難使溫度均衡,所以才會造成一個物體的陰陽兩面溫差極大。



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