Hogyan melegíti fel a nap a földet. Napelemes család Miért melegít a nap
A Nap az élet fő forrása a Földön. Ez a hozzánk legközelebb álló csillag. Mások olyan távol helyezkednek el, hogy fényük csak több millió fényév múlva jut el hozzánk. És ha a Nap abbahagyja az energia kibocsátását, a bolygón minden élet biztosan el fog halni.
Bizonyára mindannyian legalább egyszer feltettük a kérdést: "Valójában miért napozunk nyáron a napfénytől, de télen ugyanaz a fény nem képes egy kicsit megolvasztani a jeget?" Szóval, találjuk ki.
Hogyan működik a Nap
A Nap tanulmányozása nagyon nehéz feladat. Lehetetlen repülőgépet küldeni rá, mert egyszerűen kiégnek. De a modern tudomány számos más módszert is kínál egy távoli, de ugyanakkor kolosszális energiát kibocsátó tárgy tanulmányozására. A Nap távolsága a Földtől 150 millió km. Ez a távolság teszi lehetővé az élet kényelmes létezését bolygónkon.
A Nap magjának átmérője eléri a 175 ezer kilométert. A csillag belsejében a hőmérséklet 14 millió Kelvin fok, és ezt termonukleáris reakciók okozzák. Azt mondhatjuk, hogy ez egyfajta nukleáris kemence. Az összes hő a csillag magjából származik, amely több héjon halad át:
- a fotoszféra az első réteg a mag felett, de a mélyebb rétegek energiája nem ér el ide;
- a tüskék rendszeres kibocsátások a Nap következő rétegéből;
- A korona a csillagok legkülső héja.
A látható fény és a napenergia infravörös és ultraibolya fény, valamint elektromágneses hullámok, sugárzás és röntgensugárzás.
Fontos! Mindezek a hullámok elérik a Földet és a Naprendszer más bolygóit, és bizonyos módon befolyásolják őket, különösen azokat, ahol légkör van.
A sugarak hatása
Minden élőlényre elsősorban az UV-sugárzás hat. Az ózonréteg intenzitásuk miatt védi bolygónkat. Az ultraibolya sugárzás élő szervezetekre gyakorolt hatása a következőkben nyilvánul meg:
- elősegítik az anyagcsere folyamatok előfordulását az emberi szervezetben;
- ennek a sugárzásnak köszönhetően a szervezetben D-vitamin termelődik, és e nélkül a normális emberi élet lehetetlen;
- nő a véráramlás;
- barnulás jelenik meg.
Az UV-sugarak a légkörre is pozitív hatással vannak. Megtisztítják és az élet szempontjából kedvezőbbé teszik. Az infravörös sugárzásnak termikus hatása is van. Nekik köszönhetően a Föld felszíne meleg. De bár ezek a sugarak hatnak a légkörre, vannak esetek, amikor hatásuk minimális.
Télen a nap kevésbé melegít
Télen a Nap nem melegít olyan intenzíven, de ez a jelenség tudományos szempontból magyarázható. A Földet érő naphő mennyisége a következő okok miatt csökken:
- A Nap nagyon alacsonyan helyezkedik el a horizont felett, ezért a sugarak hosszabb utat tesznek meg a légkörben;
- Reggel és este ugyanebből az okból nincs olyan meleg, estére viszont lehűl;
- a hideg szél lerövidíti azt a meleg időszakot, amelyet a Nap adhat nekünk;
- Télen a nappalok rövidebbek, az éjszakák hosszabbak, ami azt jelenti, hogy jelentősen lecsökken az az időszak, amikor az infravörös sugarak hatással lehetnek a légkörre.
Mint látjuk, bár télen süt a Nap, nem lehet tőle barnulást várni.
Mind a konvekció, mind a hővezetés az anyagrészecskéken keresztül hat. A Földet és a Napot elválasztó hatalmas terek szinte semmilyen molekulát nem tartalmaznak, mégis mindenki tudja, hogy a Nap melegít. Ezt a hőátadást sugárzásnak nevezzük.A sugárzásnak köszönhetően a tűz melege akkor is érezhető, ha elég távol van tőle. De azonnal hideg lesz, ha valaki elzárja előlünk a lángot. Ez azt jelenti, hogy a levegő hideg volt és maradt, de a meleg közvetlenül a tűzből származott.
Úgy gondolják, hogy ilyen esetekben a hőt speciális hőhullámok segítségével továbbítják, amelyeket egy sugárforrás, például a Nap vagy a tűz bocsát ki.
Minden test, amelynek hőmérséklete meghaladja az abszolút nulla értéket, rendelkezik sugárzással. Ezeket a hullámokat különösen jól befogják a sötét testek. Ezeknek a hullámoknak csak egy részét láthatjuk, csak azokat, amelyeket nagyon forró testek bocsátanak ki, például a Nap, egy villanykörte spirálja, parázsló parázs.
Különböző felületek képesek visszaverni vagy elnyelni ezeket a hullámokat. Ha a szervezet elnyeli a hőhullámokat, ugyanúgy felmelegszik, mint a fekete kabát egy napsütéses napon. Ha ugyanazon a napon ezüst öltönyt viselsz, hidegebbnek fogod érezni magad, mert az ezüst felület sok hőhullámot visszaveri. Minden test visszaveri és elnyeli a hőhullámokat.
Nem minden anyag átlátszó a hőhullámok számára. A víz például nem engedi át a hősugárzást, de jól átereszti a fényt, a jódos oldat pedig ennek az ellenkezőjét. Az üvegházban az üveg hőcsapdaként működik, beengedi a nap fényét, de nem engedi ki a hőt a szabadba.
A sugárzással kapott hőmennyiség a távolságtól függ. A Föld sokkal több naphőt kap, mint például a Plútó, a Naprendszer legtávolabbi bolygója. Még a Mars is, a Föld után a Naptól következő bolygó, kétszer kevesebb hőt kap, mint a Föld.
Sokan össze vannak zavarodva azzal kapcsolatban, hogy mi történik az űrben. Az igazat megvallva, nem sokan jártunk az űrben (enyhén szólva), és sokunk számára a világűr kilenc bolygóvá fejlődött a Naprendszerben, és Sandra Bullock haja ("Gravitáció") nem libben a nulla gravitációban. Legalább egy olyan kérdés van a térrel kapcsolatban, amelyre bárki helytelenül válaszol. Nézzünk meg tíz gyakori mítoszt az űrről.
Talán az egyik legrégebbi és legelterjedtebb mítosz az űrről: az űr vákuumában minden ember felrobban speciális szkafander nélkül. A logika az, hogy mivel ott nincs nyomás, felfújnánk és szétrobbannánk, mint egy túlságosan felfújt léggömb. Lehet, hogy meglep, de az emberek sokkal tartósabbak, mint a léggömbök. Nem robbanunk ki, amikor injekciót kapunk, és az űrben sem – testünk túl kemény a vákuumhoz. Duzzogjunk egy kicsit, ez tény. De csontjaink, bőrünk és más szerveink elég rugalmasak ahhoz, hogy túléljék ezt, hacsak valaki aktívan szét nem tépi őket. Valójában néhány ember már tapasztalt rendkívül alacsony nyomású körülményeket űrmissziók során. 1966-ban egy férfi egy űrruhát tesztelt, és 36 500 méter magasan hirtelen leereszkedett. Eszméletét vesztette, de nem robbant fel. Még túlélte, és teljesen felépült.
Az emberek megfagynak
Ezt a tévedést gyakran használják. Ki ne látott volna közületek valakit öltöny nélkül az űrhajón kívül? Gyorsan megfagy, és ha nem hozzák vissza, jégcsapdá válik és elúszik. A valóságban ennek pont az ellenkezője történik. Nem fagy meg, ha kimész az űrbe, ellenkezőleg, túlmelegszik. A hőforrás feletti víz felmelegszik, felemelkedik, lehűl és újraindul. De az űrben nincs semmi, ami elfogadná a víz hőjét, ami azt jelenti, hogy a fagypontra hűlés lehetetlen. A tested hőtermelésen fog dolgozni. Igaz, mire elviselhetetlenül meleg lesz, már halott lesz.
A vér felforr
Ennek a mítosznak semmi köze ahhoz az elképzeléshez, hogy a teste túlmelegszik, ha vákuumban találja magát. Ehelyett közvetlenül összefügg azzal a ténnyel, hogy bármely folyadék közvetlen kapcsolatban áll a környezeti nyomással. Minél nagyobb a nyomás, annál magasabb a forráspont, és fordítva. Mert a folyadék könnyebben átalakul gáz formává. A logikával rendelkező emberek sejthetik, hogy az űrben, ahol egyáltalán nincs nyomás, a folyadék felforr, és a vér is folyadék. Az Armstrong-vonal az, ahol a légköri nyomás olyan alacsony, hogy a folyadék szobahőmérsékleten felforr. A probléma az, hogy míg a folyadék felforr az űrben, a vér nem. Más folyadékok, például a nyál a szájban felforrnak. A 36 500 méteren leszorító férfi azt mondta, hogy a nyál „főzte” a nyelvét. Ez a főzés inkább hajszárítás lesz. A vér azonban, ellentétben a nyállal, zárt rendszerben van, és vénái folyékony állapotban nyomás alatt tartják. Még ha teljes vákuumban is van, az a tény, hogy a vér zárva van a rendszerben, azt jelenti, hogy nem válik gázzá és nem távozik.
A Nap az, ahol az űrkutatás kezdődik. Ez egy nagy tűzgömb, amely körül az összes bolygó forog, ami meglehetősen távol van, de felmelegít minket anélkül, hogy megégetne. Figyelembe véve, hogy nem létezhetnénk napfény és hő nélkül, meglepő, hogy van egy nagy tévhit a Nappal kapcsolatban: hogy ég. Ha valaha is megégette magát tűzzel, gratulálok, több tűz érte, mint amennyit a Nap adhatna. A valóságban a Nap egy nagy gázgömb, amely fény- és hőenergiát bocsát ki a magfúzió során, amikor két hidrogénatom hélium atomot alkot. A nap fényt és meleget ad, de egyáltalán nem ad közönséges tüzet. Csak egy nagy, meleg fény.
A fekete lyukak tölcsérek
Van egy másik elterjedt tévhit, amely a fekete lyukak filmekben és rajzfilmekben való ábrázolásának tudható be. Természetesen lényegükben „láthatatlanok”, de egy olyan közönség számára, mint te és én, úgy ábrázolják őket, mint a sors baljós örvényeit. Kétdimenziós tölcsérekként vannak ábrázolva, amelyeknek csak az egyik oldalán van kijárat. A valóságban a fekete lyuk egy gömb. Nincs egyik oldala, ami magába szívna, inkább olyan, mint egy bolygó óriási gravitációval. Ha bármelyik irányból túl közel kerülsz hozzá, akkor elnyelnek.
Újbóli belépés
Mindannyian láttuk, hogy az űrhajók hogyan lépnek vissza a Föld légkörébe (úgynevezett visszalépés). Ez komoly próbatétel a hajó számára; rendszerint nagyon felforrósodik a felülete. Sokan azt gondoljuk, hogy ez a hajó és a légkör közötti súrlódásnak köszönhető, és ennek a magyarázatnak van értelme: olyan, mintha a hajót semmi sem vette volna körül, és hirtelen óriási sebességgel kezdi súrolni a légkört. Természetesen minden felmelegszik. Nos, az igazság az, hogy a súrlódás a hőnek kevesebb mint egy százalékát távolítja el a visszatérés során. A felmelegedés fő oka a kompresszió vagy összehúzódás. Ahogy a hajó visszarohan a Föld felé, a levegő, amelyen áthalad, összenyomódik és körülveszi a hajót. Ezt íj lökéshullámnak nevezik. A hajó fejét érő levegő löki. A történések sebessége a levegő felmelegedését okozza anélkül, hogy ideje lenne a nyomáscsökkentésre vagy lehűlésre. Bár a hő egy részét a hőpajzs elnyeli, a jármű körüli levegő az, amely a légkörbe való visszatérés gyönyörű képeit hozza létre.
Üstökösfarok
Képzelj el egy üstököst egy pillanatra. Valószínűleg elképzelhető, hogy egy jégdarab száguld át a világűrön, mögötte fény vagy tűz. Meglepő lehet, hogy az üstökös farkának irányának semmi köze ahhoz, hogy az üstökös milyen irányba halad. Az a tény, hogy az üstökös farka nem a súrlódás vagy a test megsemmisülésének eredménye. A napszél felmelegíti az üstököst, és a jég elolvadását idézi elő, aminek következtében a jég- és homokrészecskék a széllel ellenkező irányba repülnek. Ezért az üstökös farka nem feltétlenül húzódik mögötte egy nyomban, hanem mindig a naptól távolodik.
A Plútó lefokozása után a Merkúr lett a legkisebb bolygó. Ez egyben a Naphoz legközelebb eső bolygó is, ezért természetes lenne azt feltételezni, hogy rendszerünk legforróbb bolygója. Röviden: a Merkúr egy átkozottul hideg bolygó. Először is, a Merkúr legmelegebb pontján a hőmérséklet 427 Celsius fok. Még ha az egész bolygó fenntartja is ezt a hőmérsékletet, a Merkúr még mindig hidegebb lenne, mint a Vénusz (460 fok). A Vénusz, amely csaknem 50 millió kilométerrel távolabb van a Naptól, mint a Merkúr, a szén-dioxid légkör miatt melegebb. A Merkúr nem büszkélkedhet semmivel.
Egy másik ok a pályájával és forgásával kapcsolatos. A Merkúr 88 földi nap alatt tesz meg egy teljes körforgást a Nap körül, és 58 földi nap alatt tesz meg egy teljes körforgást a tengelye körül. Az éjszaka a bolygón 58 napig tart, ami elegendő időt biztosít ahhoz, hogy a hőmérséklet -173 Celsius-fokra csökkenjen.
Szondák
Mindenki tudja, hogy a Curiosity rover jelenleg fontos kutatási munkát végez a Marson. De az emberek megfeledkeztek sok más szondáról, amit az évek során kiküldtünk. Az Opportunity rover 2003-ban landolt a Marson azzal a céllal, hogy 90 napon belül végrehajtsa a küldetést. 10 év múlva is működik. Sokan azt hiszik, hogy a Marson kívül soha nem küldtünk szondákat más bolygókra. Igen, sok műholdat küldtünk pályára, de leszálltunk valamit egy másik bolygóra? 1970 és 1984 között a Szovjetunió nyolc szondát sikeresen landolt a Vénusz felszínén. Igaz, mindegyik leégett, köszönhetően a bolygó barátságtalan légkörének. A legkitartóbb űrhajó körülbelül két órát élt túl, a vártnál sokkal tovább.
Ha egy kicsit tovább megyünk az űrben, elérjük a Jupitert. Roverek számára a Jupiter még nehezebb célpont, mint a Mars vagy a Vénusz, mert szinte teljes egészében gázból áll, amelyen nem lehet lovagolni. De ez nem állította meg a tudósokat, és szondát küldtek oda. 1989-ben a Galileo űrszonda a Jupitert és holdjait tanulmányozta, amit a következő 14 évben végzett. Egy szondát is ledobott a Jupiterre, amely információkat küldött vissza a bolygó összetételéről. Bár a Jupiter felé tart egy másik hajó is, ez a legelső információ felbecsülhetetlen értékű, hiszen akkoriban a Galileo szonda volt az egyetlen szonda, amely a Jupiter légkörébe merült.
Súlytalanság állapota
Ez a mítosz annyira nyilvánvalónak tűnik, hogy sokan nem hajlandók meggyőzni magukat az ellenkezőjéről. A műholdak, űrhajók, űrhajósok és mások nem tapasztalnak súlytalanságot. Az igazi súlytalanság vagy mikrogravitáció nem létezik, és soha senki nem tapasztalta. A legtöbb embernek az a benyomása: hogyan lehetséges, hogy az űrhajósok és a hajók azért lebegnek, mert távol vannak a Földtől, és nem tapasztalják gravitációs vonzerejét. Valójában a gravitáció teszi lehetővé, hogy lebegjenek. A Föld vagy bármely más jelentős gravitációjú égitest körüli repülés közben az objektum leesik. De mivel a Föld folyamatosan mozog, ezek a tárgyak nem ütköznek bele.
A Föld gravitációja megpróbálja felhúzni a hajót a felszínére, de a mozgás folytatódik, így az objektum tovább zuhan. Ez az örök bukás a súlytalanság illúziójához vezet. A hajó belsejében lévő űrhajósok is elesnek, de úgy tűnik, lebegnek. Ugyanez az állapot tapasztalható zuhanó liftben vagy repülőgépben is. És megtapasztalhatod egy 9000 méteres magasságban lévő szabadesésben.
Nem létezhetnénk, ha a Nap hirtelen abbahagyná a sütést és a melegítést. Olyan hideg lenne a Földön, hogy nemcsak a folyók, tengerek és óceánok vize fagy meg, hanem még a levegő is, amelyet az emberek, állatok és növények lélegeznek be. A napsugárzás támogatja az életet a Földön, befolyásolja az időjárást és az éghajlatot, és részt vesz a fotoszintézisben.
És a Nap süt és melegít, mert nagyon meleg van: a felszínen - csaknem 6 ezer fok, a központban pedig - 15 millió fok. Ezen a hőmérsékleten a vas és más fémek nemcsak megolvadnak, hanem forró gázokká alakulnak. Ez azt jelenti, hogy a Nap egy hatalmas, masszív golyó, amely forró gázból áll. Valójában még apró részecskék – atomok, amelyekből a természetben általában minden élő és nem élő dolog áll – nem létezhetnek a Napon. Az atomok, amelyek nagyon erősek a Földön, a Napon még kisebb részecskékre hasadnak. Minden másodpercben 4,26 millió tonna napanyag alakul át energiává, de ez a Nap tömegéhez képest elenyésző mennyiség. A Nap még nagy távolságra is képes megolvasztani a jeget, megemelni a folyók és tengerek vizének hőmérsékletét, felmelegíteni vagy lehűteni a Földet – mindenre képes!
A nap erős mágneses mezővel rendelkezik. A mágneses tér változása - ezt nevezik naptevékenységnek - különféle hatásokat vált ki: napfoltok, fáklyák, napszél, kibocsátások kiemelkedések formájában - óriás forró gázszökőkutak, amelyek emelkednek a Nap felszíne fölé, és egy mágnes tartja őket a Nap felszíne fölé. terület. A kiemelkedések elérhetik a 600 ezer kilométeres magasságot - ez a Föld átmérőjének körülbelül 50-szerese, szélessége pedig 20 ezer kilométer. Így egy átlagos kiemelkedés térfogata 100-szor nagyobb, mint a Föld térfogata, de mivel ritka gázokból áll, tömege nagyon kicsi.
Időről időre foltok jelennek meg a Nap felszínén. Ezeket „napfoltoknak” nevezik. Gázból állnak, de nem olyan forróak, mint maga a csillag. A Nap hőmérséklete a felszínen 6 ezer fok, foltokban -4 vagy 5 ezer fok. Mivel a foltok hidegebbek, sötétebbnek látjuk őket. Ma már ismert, hogy a foltok olyan területek, ahol a legerősebb mágneses mezők lépnek be a légkörbe.
Hogyan tartja fenn állandóan több millió fokos hőmérsékletet a Nap belsejében? Ez egy nagyon összetett és fontos kérdés, amelyen sok csillagász és fizikus sokáig töprengett. Ma már szinte mindegyiküknek nincs kétsége afelől, hogy a Nap központi részében termonukleáris reakciók mennek végbe, amelyek eredményeként a hidrogén héliummá alakul. Ezenkívül az anyag sűrűsége 150-szer nagyobb, mint a víz sűrűsége, és 7-szer nagyobb, mint a Föld legnehezebb fémének, az ozmiumnak a sűrűsége. Egy ilyen rendkívüli „máglya” évmilliárdok óta ég a Nap belsejében, és még legalább ennyi ideig égni fog. És amíg ott ég, a Nap fényt és meleget küld mindannyiunknak és minden élőlénynek a Földön.
A Földön minden élőlény számára elegendő napmeleg és fény jut, annak ellenére, hogy a Nap csaknem 150 000 000 km-re van tőlünk, és ha hirtelen kialszik a Napunk, abbahagyja a ragyogást és a felmelegedést, akkor olyan hideg lesz, hogy minden megfagyna. víz a Földön, még a levegő is megfagyna. Emberek, állatok, növények meghalnának. Bolygónk hideg és halott lesz.
A Nap felszínén a hőmérséklet körülbelül 6 OOSPS. Ilyen magas hőmérsékleten a vas és más fémek nemcsak megolvadnak, hanem forró gázokká alakulnak. Ezért a Napon nincsenek szilárd vagy folyékony anyagok: csak forró gáz van. A nap egy hatalmas forró gázgömb. A Nap belsejében a hőmérséklet még magasabb, mint a felszínén. A labda közepe közelében eléri a 15 millió fokot. Ilyen magas hőmérséklet a Nap belsejében több milliárd éve létezik, és körülbelül ugyanennyi ideig továbbra is fennáll.
Mi történik a Nap belsejében? Miért nem alszik ki ez az óriási tűz? A csillagászok és fizikusok régóta töprengenek azon a kérdésen: hogyan tartják fenn a nagyon magas hőmérsékletet a Nap belsejében évmilliárdokon keresztül? A legtöbb tudós úgy véli, hogy a Nap belsejében a hidrogén kémiai elem egy másik hélium kémiai elemmé alakul.
A hidrogén részecskék nehezebb részecskévé egyesülnek, és e kombináció során energia szabadul fel fény és hő formájában, amelyet a Nap szétszór a világűrben, és a Földre érkezik, hogy életet adjon minden élőlénynek.
Ellenőrizendő kérdések:
1. Erős szél hóval -….
2. A hőmérséklet emelkedése télen 0 fokra vagy valamivel magasabbra egy ideig - ...
3. Az olvadáskor megjelenő víz és olvadt hó megfagy és képződik az utakon...
4. Bolyhos hórojt, gyönyörű minden körülötte -…
Ellenőrizd le magadat:
1. Hány téli hónap van? Sorolja fel őket.
2. Hogyan változik a nap magassága az égen és a nap hossza télen?
3.Nevezzen meg téli jelenségeket az élettelen természetben!
