Если у меня есть два контейнера, наполненных очень горячей водой (~ 210 ° F), один из которых находится в космосе, а другой — на Земле, какой из них изначально имеет более высокую скорость охлаждения? Представьте, что контейнеры представляют собой одностенные металлические контейнеры, способные выдержать любое давление.
Интуитивно я бы предположил, что тот, что в космосе, будет охлаждаться быстрее, потому что средняя температура в космосе составляет 3°К. Однако вакуумная колба является чрезвычайно хорошим изолятором, поскольку единственный способ передачи тепла - это излучение. Космос — это еще более экстремальный вакуум, чем любая колба, значит ли это, что он «изолирует» еще лучше?
Если позволить прийти к тепловому равновесию, космический контейнер, безусловно, потеряет больше энергии в целом, но влияет ли на скорость разница температур в соответствии с законом охлаждения Ньютона или он теряет энергию с той же скоростью, несмотря ни на что?
Контейнер на Земле будет охлаждаться конвекционными потоками, т.е. отдавать тепло окружающему воздуху, а также излучением абсолютно черного тела. Напротив, контейнер в космосе может охлаждаться только излучением черного тела, и, очевидно, он будет остывать медленнее. Вы можете рассчитать охлаждение в космосе, используя закон Стефана-Больцмана, предполагая, что вы знаете коэффициент излучения (если вы покрасите контейнер в черный цвет, коэффициент излучения будет близок к единице). Расчет охлаждения на воздухе сложнее; обычно вы использовали бы закон Ньютона с константами, полученными эмпирическим путем.
Конечная температура воздуха — это, очевидно, просто температура воздуха вокруг вашего контейнера. Конечная температура в космосе зависит от того, где находится ваш контейнер. Точно так же, как контейнер может терять тепло, испуская излучение, он может нагреваться, поглощая излучение, и пространство полно излучения. Например, Луна — это просто глыба инертной породы с небольшим внутренним выделением тепла или без него, однако из-за поглощения солнечного света дневная температура может подняться до более чем 100ºC.. Однако ночью, когда нет солнечного света, температура может опускаться до -150ºC. Таким образом, конечная температура вашего контейнера будет разной в течение лунной ночи и дня, хотя в обоих случаях он находится в вакууме. Если вы отправите свой контейнер в межгалактическое пространство, подальше от любых источников излучения, то он действительно остынет до 2,7 К космического микроволнового фона.
Я бы сказал, что контейнер в воздухе изначально будет охлаждаться быстрее - конвекция (и теплопроводность) будет охлаждаться более эффективно при этой температуре, чем излучение.
Существует 3 способа передачи тепловой энергии!!! [излучение, конвекция и проводимость] Учитывая, что энергия всегда подчиняется закону энтропии и всегда движется к более низким уровням. Оставленные в покое горячие вещи крутые. Поскольку пространство является идеальным изолятором, единственным средством охлаждения является излучение. На Земле атмосфера служит для отвода тепловой энергии от банки и самой земли. Молекулы воздуха, соприкасающиеся с банкой, проводят тепло от банки. Нагретый воздух вокруг банки, теперь уже с меньшей плотностью, чем воздух вокруг нее, начинает гравитационно смещаться по мере того, как начинается конвекция, чтобы добавить к радиационному и кондуктивному охлаждению уже и независимо в ходе выполнения. Газовая смесь атмосферы имеет большое значение с тремя состояниями воды, действующими в глобальном масштабе. Никаких особых правил, 3 метода
Нейтронная Звезда
ТМС
Нейтронная Звезда
cspirou
cspirou
ДаренВ