Установившаяся температура объекта на орбите Земли

Это может быть неуместно или глупо спрашивать, но я не мог придумать хороший ответ. По крайней мере, мы не смогли договориться с моим другом на днях.

Я хотел бы оценить температуру человеческого тела, вращающегося вокруг Земли. Я знаю, это может показаться странным и немного забавным..

Из того, что я знаю или читал (или, может быть, лучше сказать «предполагаю»), любое тело массы в конце концов остынет, потому что оно излучает (т. е. большинство объектов в космосе холодные). ХОРОШО. Но представьте, что тело случайно выброшено из космического челнока, вращающегося вокруг Земли, что произойдет? Я думаю, в первую очередь это зависит от того, как он получает солнечный свет.

В любом случае, спасибо за ваши ответы!

ПОСЛЕДУЮЩИЙ ВОПРОС

Согласно ответу @zephyr, установившаяся температура будет около 271 К , поэтому на каком расстоянии от солнца должно находиться одно тело, чтобы температура в устойчивом состоянии была (скажем) 295 К ? Или расстояние не имеет значения?

Ответы (1)

Тепло передается тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением. В космосе теплопроводность и конвекция практически отсутствуют, поэтому единственным релевантным механизмом является излучение.

Излучение черного тела определяется уравнением Стефана-Больцмана, которое говорит нам, что излучаемая мощность пропорциональна Т 4 . Объект на орбите, при условии, что он не затенен другим телом, находится в радиационном контакте с тремя тепловыми резервуарами: Солнцем, Землей и космическим микроволновым фоном. В устойчивом состоянии полученное излучение должно уравновешивать испускаемое излучение, поэтому мы можем написать уравнение:

А с ты н Т с ты н 4 + А е а р т час Т е а р т час 4 + А с м б Т с м б 4 "=" 4 π Т о б Дж е с т 4

Здесь А s относятся к телесному углу, образуемому различными объектами. Подстановка соответствующих значений позволит вам найти установившуюся температуру объекта.

Например, если мы игнорируем землю, мы имеем Т с ты н ≈ 5800 К , А с ты н ≈ 6 * 10 − 5 , А с м б ≈ 4 π и Т с м б ≈ 0 , уступая Т о б Дж е с т ≈ 271 К - очень похоже на среднюю температуру земли.

Спасибо. Я добавил еще один вопрос после вашего ответа. Разве расстояние не влияет на установившуюся температуру?
@onurgüngör: расстояние имеет значение, но это учитывается телесным углом, образуемым Солнцем, который масштабируется как 1 / р 2 .
@genneth: Могу ли я получить точную р через 4 π ( 295 ) 4 "=" ( 1 / р 2 ) 6 * 10 − 5 ( 5800 ) 4 ? Если это так, я получаю 1,19. Что такое единица измерения? В соответствии с формулой, А с ты н не имеет единиц?
Установившаяся температура объекта на орбите Земли
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v