Kako sunce greje zemlju. Solarna porodica Zašto sunce grije
Sunce je glavni izvor života na planeti Zemlji. To nam je najbliža zvijezda. Drugi se nalaze tako daleko da njihova svjetlost do nas stiže tek nakon miliona svjetlosnih godina. A ako Sunce prestane da emituje svoju energiju, sav život na Planeti će definitivno umrijeti.
Sigurno je svako od nas barem jednom postavio pitanje: "Zašto se, zapravo, ljeti sunčamo od sunčeve svjetlosti, a zimi ista svjetlost nije u stanju ni malo otopiti led?" Pa, hajde da shvatimo.
Kako Sunce radi
Proučavanje Sunca je veoma težak zadatak. Na njega je nemoguće poslati avione, jer će jednostavno izgorjeti. Ali moderna nauka ima mnogo drugih načina da proučava objekat koji je udaljen, ali istovremeno emituje kolosalnu energiju. Udaljenost Sunca od Zemlje je 150 miliona km. Upravo ta udaljenost omogućava da život na našoj Planeti postoji udobno.
Prečnik jezgra Sunca dostiže 175 hiljada kilometara. Temperatura unutar zvijezde je 14 miliona stepeni Kelvina, a uzrokovana je termonuklearnim reakcijama. Možemo reći da je ovo neka vrsta nuklearne peći. Sva toplota nastaje u jezgru zvezde, koje zatim prolazi kroz nekoliko školjki:
- fotosfera je prvi sloj iznad jezgra, ali energija dubljih slojeva ne dopire ovamo;
- spikule su redovne emisije iz sledećeg sloja Sunca;
- Korona je najudaljenija ljuska zvijezde.
Vidljiva svjetlost i sunčeva energija su infracrveni zraci i ultraljubičasto svjetlo, kao i elektromagnetski valovi, zračenje i rendgenski zraci.
Bitan! Svi ovi talasi dopiru do Zemlje i drugih planeta Sunčevog sistema i na određeni način utiču na njih, a posebno na one u kojima postoji atmosfera.
Uticaj zraka
Na sva živa bića prvenstveno utiču UV zraci. Upravo od njihovog intenziteta ozonski omotač štiti našu planetu. Utjecaj ultraljubičastih zraka na žive organizme očituje se u sljedećem:
- pomažu osigurati da se metabolički procesi odvijaju u ljudskom tijelu;
- zahvaljujući ovom zračenju u tijelu se proizvodi vitamin D, a bez njega normalan ljudski život je nemoguć;
- povećava se protok krvi;
- pojavljuje se preplanulost.
UV zraci takođe pozitivno utiču na atmosferu. Čiste ga i čine ga povoljnijim za život. Infracrveni zraci takođe imaju toplotni efekat. Zahvaljujući njima, površina Zemlje je topla. Ali iako ovi zraci utiču na atmosferu, postoje trenuci kada njihov uticaj postaje minimalan.
Zimi sunce manje grije
Zimi se Sunce ne zagreva toliko intenzivno, ali se ovaj fenomen može objasniti sa naučnog stanovišta. Dolazi do smanjenja količine sunčeve topline koja stiže do Zemlje iz sljedećih razloga:
- Sunce se nalazi veoma nisko iznad horizonta, tako da zraci putuju dužom putanjom kroz atmosferu;
- Ujutro i uveče, iz istog razloga, nije tako vruće, ali uveče postaje hladno;
- hladni vjetar skraćuje period topline koju nam Sunce može dati;
- Zimi su dani kraći, a noći duže, što znači da je period u kojem infracrveni zraci mogu uticati na atmosferu znatno smanjen.
Kao što vidimo, iako sunce sija zimi, od njega ne možete očekivati preplanulost.
I konvekcija i toplotna provodljivost djeluju kroz čestice materije. Ogromna prostranstva koja razdvajaju Zemlju i Sunce ne sadrže gotovo nikakve molekule, ali svi znaju da Sunce grije. Ovaj prijenos topline naziva se zračenje.Zahvaljujući zračenju, toplina vatre se može osjetiti čak i kada ste prilično udaljeni od nje. Ali odmah postaje hladno ako nam neko blokira plamen. To znači da je vazduh bio i ostao hladan, ali je toplota dolazila direktno iz vatre.
Vjeruje se da se toplina u takvim slučajevima prenosi pomoću posebnih toplinskih valova koje emituje izvor zračenja, poput Sunca ili vatre.
Sva tijela čija je temperatura iznad apsolutne nule imaju zračenje. Tamna tijela posebno dobro hvataju ove valove. Možemo vidjeti samo dio tih valova, samo one koje emituju vrlo vruća tijela, na primjer Sunce, spiralu sijalice, tinjajući žar.
Različite površine mogu reflektirati ili apsorbirati ove valove. Ako tijelo apsorbira toplotne valove, ono se zagrijava na isti način na koji se grije crna jakna po sunčanom danu. Ako istog dana obučete srebrno odijelo, osjećat ćete se hladnije jer srebrna površina reflektuje mnogo toplotnih talasa. Sva tela reflektuju i apsorbuju toplotne talase.
Nisu sve supstance prozirne za toplotne talase. Voda, na primjer, ne propušta toplinsko zračenje, ali dobro prenosi svjetlost, a otopina joda čini suprotno. U stakleniku staklo djeluje kao toplotna zamka, propuštajući sunčevu svjetlost, ali ne ispuštajući toplinu van.
Količina toplote koju primamo zračenjem zavisi od udaljenosti. Zemlja prima mnogo više sunčeve toplote nego, na primjer, Pluton, najudaljenija planeta u Sunčevom sistemu. Čak i Mars, sljedeća planeta od Sunca nakon Zemlje, prima 2 puta manje topline od Zemlje.
Mnogi ljudi su zbunjeni šta se dešava u svemiru. Da budemo pošteni, malo nas je bilo u svemiru (blago rečeno), a prostor za mnoge od nas se razvio u devet planeta u Sunčevom sistemu i kosa Sandre Bullock („Gravitacija“) nije vijorila u nultom gravitaciji. Postoji barem jedno pitanje o prostoru na koje će svaka osoba odgovoriti pogrešno. Pogledajmo deset uobičajenih mitova o svemiru.
Možda je jedan od najstarijih i najraširenijih mitova o svemiru sljedeći: u svemirskom vakuumu svaka osoba će eksplodirati bez posebnog svemirskog odijela. Logika je da, pošto tamo nema pritiska, mi bismo se naduvali i rasprsnuli, kao balon koji je previše naduvan. Možda će vas iznenaditi, ali ljudi su mnogo izdržljiviji od balona. Ne pucamo kada dobijemo injekciju, a nećemo ni prsnuti u svemiru - naša tijela su previše čvrsta za vakuum. Hajde da se malo naduvamo, to je činjenica. Ali naše kosti, koža i drugi organi dovoljno su otporni da ovo prežive osim ako ih neko aktivno ne rastrgne. U stvari, neki ljudi su već iskusili uslove izuzetno niskog pritiska dok su radili na svemirskim misijama. Godine 1966., čovjek je testirao svemirsko odijelo i iznenada se dekompresirao na 36.500 metara. Izgubio je svijest, ali nije eksplodirao. Čak je i preživio i potpuno se oporavio.
Ljudi se smrzavaju
Ova zabluda se često koristi. Ko od vas nije vidio nekoga da završi izvan svemirskog broda bez odijela? Brzo se smrzava, a ako se ne vrati, pretvara se u ledenicu i isplivava. U stvarnosti se dešava upravo suprotno. Nećete se smrznuti ako odete u svemir, naprotiv, pregrićete se. Voda iznad izvora toplote će se zagrejati, podići, ohladiti i ponovo pokrenuti. Ali u svemiru ne postoji ništa što bi moglo prihvatiti toplinu vode, što znači da je hlađenje do temperature smrzavanja nemoguće. Vaše tijelo će raditi na proizvodnji topline. Istina, kad postanete nepodnošljivo vrući, već ćete biti mrtvi.
Krv ključa
Ovaj mit nema nikakve veze s idejom da će se vaše tijelo pregrijati ako se nađete u vakuumu. Umjesto toga, to je direktno povezano s činjenicom da bilo koja tekućina ima direktnu vezu sa pritiskom okoline. Što je veći pritisak, to je viša tačka ključanja i obrnuto. Zato što je lakše da tečnost pređe u gasni oblik. Ljudi sa logikom mogu da pretpostave da će u svemiru, gde uopšte nema pritiska, tečnost proključati, a krv je takođe tečnost. Armstrongova linija je tamo gdje je atmosferski pritisak toliko nizak da će tečnost ključati na sobnoj temperaturi. Problem je što dok će tečnost ključati u svemiru, krv neće. Druge tečnosti, poput pljuvačke u ustima, će proključati. Čovek koji se dekompresovao na 36.500 metara rekao je da mu je pljuvačka "skuvala" jezik. Ovo ključanje će više ličiti na feniranje. Međutim, krv je, za razliku od pljuvačke, u zatvorenom sistemu, a vaše vene će je držati pod pritiskom u tečnom stanju. Čak i ako ste u potpunom vakuumu, činjenica da je krv zaključana u sistemu znači da se neće pretvoriti u gas i pobjeći.
Sunce je mjesto gdje počinje istraživanje svemira. Ovo je velika vatrena lopta oko koje se okreću sve planete, koja je prilično udaljena, ali nas grije, a da nas ne opeče. S obzirom da ne bismo mogli postojati bez sunčeve svjetlosti i topline, iznenađujuće je da postoji velika zabluda o Suncu: da ono gori. Ako ste se ikada spalili vatrom, čestitam, pogođeni ste sa više vatre nego što vam Sunce može dati. U stvarnosti, Sunce je velika lopta plina koja emituje svjetlosnu i toplinsku energiju kroz proces nuklearne fuzije, kada dva atoma vodika formiraju atom helija. Sunce daje svjetlost i toplinu, ali uopće ne daje običnu vatru. To je samo veliko, toplo svjetlo.
Crne rupe su lijevci
Postoji još jedna uobičajena zabluda koja se može pripisati prikazivanju crnih rupa u filmovima i crtanim filmovima. Naravno, oni su u svojoj suštini „nevidljivi“, ali za publiku poput vas i mene prikazani su kao zlokobni vrtlozi sudbine. Prikazani su kao dvodimenzionalni lijevci sa izlazom samo na jednoj strani. U stvarnosti, crna rupa je sfera. Nema jednu stranu koja će vas uvući, već je poput planete sa džinovskom gravitacijom. Ako mu se previše približite iz bilo kojeg smjera, tada ćete biti progutani.
Ponovni ulazak
Svi smo vidjeli kako svemirski brodovi ponovo ulaze u Zemljinu atmosferu (tzv. ponovni ulazak). Ovo je ozbiljan test za brod; po pravilu, njegova površina postaje vrlo vruća. Mnogi od nas misle da je to zbog trenja između broda i atmosfere, a ovo objašnjenje ima smisla: kao da je brod ničim okružen i odjednom počinje trljati o atmosferu gigantskom brzinom. Naravno, sve će se zagrejati. Pa, istina je da trenje uklanja manje od procenta toplote tokom ponovnog ulaska. Glavni razlog zagrijavanja je kompresija, odnosno kontrakcija. Dok brod juri nazad prema Zemlji, vazduh kroz koji prolazi sabija se i okružuje brod. Ovo se zove pramčani udarni talas. Vazduh koji udari u glavu broda gura ga. Brzina onoga što se dešava uzrokuje zagrijavanje zraka bez vremena za dekompresiju ili hlađenje. Iako dio topline apsorbira toplinski štit, zrak oko vozila stvara prekrasne slike ponovnog ulaska u atmosferu.
Repovi kometa
Zamislite kometu na trenutak. Najvjerovatnije ćete zamisliti komad leda koji juri svemirom sa svjetlosnim repom ili vatrom iza njega. Možda će vas iznenaditi da smjer repa komete nema nikakve veze sa smjerom u kojem se kometa kreće. Činjenica je da rep komete nije rezultat trenja ili uništenja tijela. Sunčev vjetar zagrijava kometu i uzrokuje topljenje leda, uzrokujući da čestice leda i pijeska lete u suprotnom smjeru od vjetra. Stoga, rep komete neće se nužno kretati iza nje u tragu, već će uvijek biti usmjeren dalje od sunca.
Nakon pada Plutona, Merkur je postao najmanja planeta. Ujedno je i najbliža planeta Suncu, pa bi bilo prirodno pretpostaviti da je to najtoplija planeta u našem sistemu. Ukratko, Merkur je prokleto hladna planeta. Prvo, u najtoplijoj tački Merkura temperatura je 427 stepeni Celzijusa. Čak i kada bi cijela planeta održavala ovu temperaturu, Merkur bi i dalje bio hladniji od Venere (460 stepeni). Razlog zašto je Venera, koja je skoro 50 miliona kilometara udaljenija od Sunca od Merkura, toplija je zbog atmosfere ugljičnog dioksida. Merkur se ničim ne može pohvaliti.
Drugi razlog ima veze sa njegovom orbitom i rotacijom. Merkur obavi punu revoluciju oko Sunca za 88 zemaljskih dana, a punu revoluciju oko svoje ose za 58 zemaljskih dana. Noć na planeti traje 58 dana, što daje dovoljno vremena da se temperatura spusti na -173 stepena Celzijusa.
Sonde
Svi znaju da se rover Curiosity trenutno bavi važnim istraživačkim radom na Marsu. Ali ljudi su zaboravili na mnoge druge sonde koje smo slali tokom godina. Rover Opportunity sletio je na Mars 2003. godine s ciljem da misiju obavi u roku od 90 dana. 10 godina kasnije i dalje radi. Mnogi ljudi misle da nikada nismo slali sonde na druge planete osim na Mars. Da, poslali smo mnogo satelita u orbitu, ali sletjeli smo nešto na drugu planetu? Između 1970. i 1984. SSSR je uspješno spustio osam sondi na površinu Venere. Istina, svi su izgorjeli, zahvaljujući neprijateljskoj atmosferi planete. Najistrajniji svemirski brod preživio je oko dva sata, mnogo duže nego što se očekivalo.
Ako odemo malo dalje u svemir, stići ćemo do Jupitera. Za rovere je Jupiter još teža meta od Marsa ili Venere jer je gotovo u potpunosti napravljen od gasa, na kojem se ne može jahati. Ali to nije zaustavilo naučnike i oni su tamo poslali sondu. Godine 1989. svemirska sonda Galileo je krenula da proučava Jupiter i njegove mjesece, što je radila narednih 14 godina. Takođe je bacio sondu na Jupiter, koja je poslala informacije o sastavu planete. Iako je na putu za Jupiter još jedan brod, ta prva informacija je od neprocjenjive vrijednosti, jer je u to vrijeme sonda Galileo bila jedina sonda koja je uronila u atmosferu Jupitera.
Stanje bestežinskog stanja
Ovaj mit se čini toliko očiglednim da mnogi ljudi odbijaju da se uvjere u suprotno. Sateliti, svemirske letjelice, astronauti i drugi ne doživljavaju bestežinsko stanje. Pravo bestežinsko stanje, ili mikrogravitacija, ne postoji i niko ga nikada nije iskusio. Većina ljudi ima dojam: kako je moguće da astronauti i brodovi plutaju jer su daleko od Zemlje i ne doživljavaju njenu gravitaciju. U stvari, gravitacija im omogućava da lebde. Dok leti oko Zemlje ili bilo kojeg drugog nebeskog tijela sa značajnom gravitacijom, predmet pada. Ali budući da se Zemlja stalno kreće, ovi objekti se ne zabijaju u nju.
Zemljina gravitacija pokušava izvući brod na svoju površinu, ali kretanje se nastavlja, pa objekt nastavlja da pada. Ovaj vječni pad vodi u iluziju bestežinskog stanja. Astronauti unutar broda također padaju, ali kao da lebde. Isto stanje se može iskusiti u padu lifta ili aviona. I to možete doživjeti u slobodnom padu aviona na visini od 9000 metara.
Ne bismo mogli postojati da Sunce odjednom prestane da sija i grije. Na Zemlji bi postalo toliko hladno da bi se smrznula ne samo voda u rijekama, morima i okeanima, već čak i zrak koji dišu ljudi, životinje i biljke. Sunčevo zračenje podržava život na Zemlji, utiče na vremenske prilike i klimu i učestvuje u fotosintezi.
A Sunce sija i greje jer je veoma vruće: na površini - skoro 6 hiljada stepeni, a u centru - 15 miliona stepeni. Na ovoj temperaturi, željezo i drugi metali ne samo da se tope, već se pretvaraju u vruće plinove. To znači da je Sunce ogromna, masivna lopta koja se sastoji od vrućeg gasa. Zapravo, čak ni sitne čestice - atomi, od kojih se općenito sastoje sva živa i neživa bića u prirodi, ne mogu postojati na Suncu. Atomi, koji su veoma jaki na Zemlji, na Suncu su podeljeni na još manje čestice. Svake sekunde 4,26 miliona tona sunčeve materije se pretvori u energiju, ali to je neznatna količina u poređenju sa masom Sunca. Čak i na velikoj udaljenosti, Sunce može otopiti led, podići temperaturu vode u rijekama i morima, zagrijati ili ohladiti Zemlju - može sve!
Sunce ima jako magnetno polje. Promjena magnetnog polja - to se naziva solarna aktivnost - uzrokuje različite efekte: sunčeve pjege, baklje, solarni vjetar, emisije u obliku prominence - džinovske fontane vrućeg plina koje se uzdižu i drže iznad površine Sunca pomoću magneta. polje. Prominence mogu doseći visinu od 600 hiljada kilometara - ovo je oko 50 puta više od prečnika Zemlje, a širina od 20 hiljada kilometara. Dakle, zapremina prosječne prominence je 100 puta veća od zapremine Zemlje, ali pošto se sastoji od razrijeđenih plinova, njegova masa je vrlo mala.
S vremena na vrijeme na površini Sunca se pojavljuju mrlje. Zovu se „sunčane pjege“. Sastoje se od gasa, ali ne toliko vruće kao sama zvezda. Temperatura Sunca na površini je 6 hiljada stepeni, na mestima -4 ili 5 hiljada stepeni. Pošto su mrlje hladnije, vidimo ih tamnije. Sada je poznato da su ta mjesta područja gdje najjača magnetna polja ulaze u atmosferu.
Kako unutrašnjost Sunca stalno održava temperaturu od milion stepeni? Ovo je vrlo složeno i važno pitanje o kojem su mnogi astronomi i fizičari dugo razmišljali. Sada gotovo svi nemaju sumnje da se u središnjem dijelu Sunca odvijaju termonuklearne reakcije, zbog čega se vodik pretvara u helijum. Štaviše, gustina supstance je 150 puta veća od gustine vode i 7 puta veća od gustine najtežeg metala na Zemlji - osmijuma. Takav izuzetan "lomač" gori unutar Sunca milijardama godina i nastaviće da gori barem još toliko dugo. I dok tamo gori, Sunce će slati svjetlost i toplinu svakome od nas i svim živim bićima na Zemlji.
Sunčeve topline i svjetlosti ima dovoljno za sva živa bića na Zemlji, uprkos činjenici da je Sunce udaljeno skoro 150.000.000 km od nas, a kada bi se naše Sunce iznenada ugasilo, prestalo da sija i grije, postalo bi toliko hladno da bi se sve smrzlo Voda na Zemlji, čak bi se i vazduh smrznuo. Ljudi, životinje, biljke bi umrli. Naša planeta bi postala hladna i mrtva.
Temperatura na površini Sunca je oko 6 OOSPS. Na tako visokoj temperaturi, željezo i drugi metali ne samo da se tope, već se pretvaraju u vruće plinove. Dakle, na Suncu nema čvrstih ili tečnih materija: postoji samo vrući gas. Sunce je ogromna vruća lopta gasa. Temperatura unutar Sunca je čak i viša nego na njegovoj površini. Blizu centra lopte dostiže 15 miliona stepeni. Tako visoke temperature unutar Sunca postoje već nekoliko milijardi godina i nastavit će postojati otprilike isto toliko vremena.
Šta se dešava unutar Sunca? Zašto se ova ogromna vatra ne ugasi? Astronomi i fizičari dugo su razmišljali o pitanju: kako se veoma visoka temperatura unutar Sunca održava milijardama godina? Većina naučnika veruje da se unutar Sunca hemijski element vodonik pretvara u drugi hemijski element helijum.
Čestice vodika se spajaju u teže čestice, a prilikom te kombinacije se oslobađa energija u obliku svjetlosti i topline, koju Sunce raspršuje u svemir i dolazi na Zemlju kako bi dala život svim živim bićima.
Pitanja za provjeru:
1. Jak vjetar sa snijegom -….
2. Povećanje temperature zimi na 0 stepeni ili malo više na neko vrijeme - ...
3. Voda i otopljeni snijeg koji nastaju tokom odmrzavanja se smrzavaju i formiraju na putevima...
4. Pahuljaste snježne rese, prekrasno sve okolo -…
Provjerite sami:
1. Koliko zimskih mjeseci ima? Navedite ih.
2. Kako se mijenja visina sunca na nebu i dužina dana zimi?
3.Imenujte zimske pojave u neživoj prirodi.
