Решён
Если в космос выставить термометр, что он покажет?

Сергей В. Физика
4.8k
5

Интересный вопрос возник. Вот если взять обычный термометр и вынести его в открытый космос, что он покажет? С одной стороны, космос холодный. С другой - там же Солнце рядом. И вообще, как термометр может что-то мерять если там вакуум и передачи тепла нет?

Решение
89
Эксперт • 1 ответ

Вопрос хитрее, чем кажется, потому что в нем спрятана подмена понятий.

Температура как физическая величина - это мера средней кинетической энергии частиц. В межпланетном пространстве частицы есть (это разреженная плазма солнечного ветра), и у них очень высокая скорость - температура этой плазмы может быть миллионы Кельвинов. Но плотность настолько мала, что тепло от нее практически не передается.

Обычный термометр работает через теплопроводность и конвекцию. В вакууме нет ни того, ни другого. Остается только радиация - излучение и поглощение.

Что будет происходить с термометром:

  1. Поверхность, обращенная к Солнцу, будет поглощать солнечное излучение и нагреваться. На орбите Земли поток примерно 1360 Вт/м2.
  2. Параллельно термометр будет излучать тепло сам (любое тело с температурой выше абсолютного нуля излучает).
  3. Установится равновесная температура, при которой поглощение равно излучению.

Для типичного объекта без специального покрытия - теневая сторона уйдет к -150...-160 Цельсия, освещенная к +100...+120. Это и покажет термометр - в зависимости от ориентации к Солнцу.

Аватар Сергей В.

Вот это ответ. А то все говорят "минус 270" и не объясняют почему это не то что покажет термометр.

10
Эксперт • 1 ответ

Минус 270 градусов. Температура открытого космоса примерно 2.7 Кельвина.

Аватар Илья Реверсов

Это температура реликтового излучения, то есть фонового излучения самой вселенной. Но термометр в реальных условиях рядом с Солнцем нагреется до других значений - смотри ответ выше, там подробно.

26
Участник • 4 ответа

Зависит от того, смотрит ли термометр на Солнце или нет.

Если смотрит на Солнце - около +120 градусов Цельсия. Если в тени - около -160 градусов. Именно поэтому на МКС такой огромный перепад температур между освещенной и теневой сторонами, и это одна из главных инженерных проблем.

16
Эксперт • 4 ответа

Добавлю практики. На МКС именно из-за этого огромные радиаторы системы терморегуляции. Когда станция на освещенной стороне орбиты - оборудование греется, когда в тени Земли - остывает. Цикл каждые ~45 минут. Инженеры с этим воюют постоянно, потому что такие перепады разрушают конструкции со временем.

20
Эксперт • 1 ответ

Ртутный покажет ничего - ртуть замерзнет почти сразу на теневой стороне (температура замерзания ртути -38.8 Цельсия). Спиртовой продержится чуть дольше. Нормальный ответ - только термопара или цифровой датчик.

Написать ответ

Премодерация гостей

Вы отвечаете как гость. Ваш ответ будет скрыт до проверки модератором. Чтобы ответ появился сразу и вы получали репутацию — войдите в аккаунт.

Будьте вежливы и соблюдайте правила платформы.