Come il sole riscalda la terra. Famiglia solare Perché il sole riscalda

Il sole è la principale fonte di vita sul pianeta Terra. È la stella più vicina a noi. Altri si trovano così lontani che la loro luce ci raggiunge solo dopo milioni di anni luce. E se il Sole smettesse di emettere la sua energia, tutta la vita sul Pianeta morirebbe definitivamente.

Sicuramente ognuno di noi almeno una volta si è posto la domanda: "Perché, infatti, d'estate prendiamo il sole dalla luce del sole, ma d'inverno la stessa luce non riesce nemmeno a sciogliere un po' il ghiaccio?" Quindi, scopriamolo.

Come funziona il Sole

Studiare il Sole è un compito molto difficile. È impossibile inviarvi aerei, poiché semplicemente si bruceranno. Ma la scienza moderna ha molti altri modi per studiare un oggetto lontano, ma che allo stesso tempo emette un'energia colossale. La distanza del Sole dalla Terra è di 150 milioni di km. È questa distanza che consente alla vita sul nostro Pianeta di esistere comodamente.

Il diametro del nucleo del Sole raggiunge i 175mila chilometri. La temperatura all'interno della stella è di 14 milioni di gradi Kelvin ed è causata da reazioni termonucleari. Possiamo dire che questa è una specie di fornace nucleare. Tutto il calore ha origine nel nucleo della stella, che poi attraversa diversi gusci:

la fotosfera è il primo strato sopra il nucleo, ma qui non arriva l'energia degli strati più profondi;
le spicole sono emissioni regolari dallo strato successivo del Sole;
La corona è il guscio più esterno di una stella.

Interessante: nella corona si formano delle protuberanze. È questo guscio che provoca il vento solare, che si diffonde negli angoli più remoti del sistema solare.

La luce visibile e l'energia solare sono i raggi infrarossi e la luce ultravioletta, nonché le onde elettromagnetiche, le radiazioni e i raggi X.

Importante! Tutte queste onde raggiungono la Terra e gli altri pianeti del sistema solare e in un certo modo li influenzano, e soprattutto quelli dove c'è un'atmosfera.

Effetto dei raggi

Tutti gli esseri viventi sono influenzati principalmente dai raggi UV. È dalla loro intensità che lo strato di ozono protegge il nostro Pianeta. L'effetto dei raggi ultravioletti sugli organismi viventi si manifesta come segue:

aiutano a garantire che i processi metabolici avvengano nel corpo umano;
grazie a questa radiazione, nel corpo viene prodotta la vitamina D e senza di essa la normale vita umana è impossibile;
aumenta il flusso sanguigno;
appare l'abbronzatura.

I raggi UV hanno anche un effetto positivo sull’atmosfera. Lo puliscono e lo rendono più favorevole alla vita. I raggi infrarossi hanno anche un effetto termico. Grazie a loro, la superficie della Terra è calda. Ma sebbene questi raggi influenzino l’atmosfera, ci sono momenti in cui la loro influenza diventa minima.

In inverno il sole scalda meno

In inverno il sole riscalda meno intensamente, ma questo fenomeno può essere spiegato da un punto di vista scientifico. C'è una diminuzione della quantità di calore solare che raggiunge la Terra per i seguenti motivi:

Il Sole si trova molto basso sopra l'orizzonte, quindi i raggi percorrono un percorso più lungo attraverso l'atmosfera;
Al mattino e alla sera, per lo stesso motivo, non fa molto caldo, ma la sera fa freddo;
il vento freddo accorcia il periodo di tepore che il Sole può donarci;
In inverno le giornate sono più corte e le notti più lunghe, il che significa che il periodo in cui i raggi infrarossi possono influenzare l'atmosfera è molto ridotto.

Importante è anche il fatto che in inverno la superficie terrestre è ricoperta di neve bianca, che riflette perfettamente i raggi del sole, quindi la temperatura complessiva sulla superficie diminuisce.

Come possiamo vedere, anche se in inverno splende il sole, non ci si può aspettare l’abbronzatura.

Sia la convezione che la conduzione termica agiscono attraverso particelle di materia. Le vaste distese di spazio che separano la Terra dal Sole non contengono quasi molecole, eppure tutti sanno che il Sole riscalda. Questo trasferimento di calore è chiamato radiazione.
Grazie all'irraggiamento, il calore del fuoco può essere percepito anche quando si è molto lontani da esso. Ma diventa subito freddo se qualcuno ci allontana la fiamma. Ciò significa che l'aria era e rimaneva fredda, ma il calore proveniva direttamente dal fuoco.
Si ritiene che il calore in questi casi venga trasferito utilizzando speciali ondate di calore emesse da una fonte di radiazioni, come il Sole o un fuoco.
Tutti i corpi la cui temperatura è superiore allo zero assoluto possiedono radiazioni. Queste onde vengono catturate particolarmente bene dai corpi scuri. Di queste onde possiamo vedere solo una parte, solo quelle emesse da corpi molto caldi, per esempio il Sole, la spirale di una lampadina, le braci fumanti.

Diverse superfici possono riflettere o assorbire queste onde. Se il corpo assorbe le ondate di calore, si riscalda allo stesso modo in cui si riscalda una giacca nera in una giornata soleggiata. Se indossi un abito argentato lo stesso giorno, sentirai più freddo perché la superficie argentata riflette molte ondate di calore. Tutti i corpi riflettono e assorbono le onde di calore.
Non tutte le sostanze sono trasparenti alle ondate di calore. L'acqua, ad esempio, non trasmette la radiazione termica, ma trasmette bene la luce, e una soluzione di iodio fa il contrario. In una serra, il vetro funge da trappola termica, lasciando entrare la luce del sole ma non rilasciando il calore all’esterno.
La quantità di calore che riceviamo attraverso la radiazione dipende dalla distanza. La Terra riceve molto più calore solare rispetto, ad esempio, a Plutone, il pianeta più distante del sistema solare. Anche Marte, il pianeta più vicino al Sole dopo la Terra, riceve 2 volte meno calore della Terra.

Molte persone sono confuse su ciò che accade nello spazio. Per essere onesti, non molti di noi sono stati nello spazio (per usare un eufemismo), e lo spazio per molti di noi si è evoluto in nove pianeti nel sistema solare e i capelli di Sandra Bullock ("Gravità") non fluttuano in assenza di gravità. C'è almeno una domanda sullo spazio a cui chiunque risponderà in modo errato. Diamo un'occhiata a dieci miti comuni sullo spazio.

Forse uno dei miti più antichi e diffusi sullo spazio è questo: nel vuoto dello spazio qualsiasi persona esploderà senza una tuta spaziale speciale. La logica è che, poiché lì non c’è pressione, ci gonfieremmo e scoppieremmo, come un palloncino gonfiato troppo. Potrebbe sorprenderti, ma le persone sono molto più resistenti dei palloncini. Non esplodiamo quando riceviamo un'iniezione e non esplodiamo nemmeno nello spazio: i nostri corpi sono troppo resistenti per il vuoto. Gonfiamoci un po', è un dato di fatto. Ma le nostre ossa, la pelle e gli altri organi sono abbastanza resistenti da sopravvivere a questo, a meno che qualcuno non li faccia a pezzi. In effetti, alcune persone hanno già sperimentato condizioni di pressione estremamente bassa mentre lavoravano in missioni spaziali. Nel 1966, un uomo stava testando una tuta spaziale e all'improvviso si decompresse a 36.500 metri. Ha perso conoscenza, ma non è esploso. È persino sopravvissuto e si è completamente ripreso.

La gente sta congelando

Questo errore viene spesso utilizzato. Chi di voi non ha visto qualcuno finire fuori da un'astronave senza tuta? Si congela rapidamente e, se non viene riportato indietro, si trasforma in un ghiacciolo e vola via. In realtà accade l’esatto contrario. Non ti congelerai se andrai nello spazio; al contrario, ti surriscalderai. L'acqua sopra la fonte di calore si scalderà, salirà, si raffredderà e ricomincerà. Ma non c’è nulla nello spazio che possa accettare il calore dell’acqua, il che significa che il raffreddamento fino alla temperatura di congelamento è impossibile. Il tuo corpo lavorerà per produrre calore. È vero, quando diventerai insopportabilmente caldo, sarai già morto.

Il sangue bolle

Questo mito non ha nulla a che fare con l'idea che il tuo corpo si surriscalderà se ti ritrovi nel vuoto. È invece direttamente correlato al fatto che qualsiasi liquido ha una relazione diretta con la pressione ambientale. Maggiore è la pressione, maggiore è il punto di ebollizione e viceversa. Perché è più facile che un liquido si trasformi in uno stato gassoso. Le persone con logica possono immaginare che nello spazio, dove non c'è alcuna pressione, il liquido bolle e anche il sangue è un liquido. La linea Armstrong è dove la pressione atmosferica è così bassa che il liquido bolle a temperatura ambiente. Il problema è che mentre il liquido bolle nello spazio, il sangue no. Altri liquidi, come la saliva in bocca, bolliranno. L'uomo che ha effettuato la decompressione a 36.500 metri ha detto che la saliva gli ha “cucinato” la lingua. Questa bollitura sarà più simile all'asciugatura con il phon. Tuttavia, il sangue, a differenza della saliva, si trova in un sistema chiuso e le vene lo manterranno sotto pressione allo stato liquido. Anche se ci si trova in un vuoto completo, il fatto che il sangue sia bloccato nel sistema significa che non si trasformerà in gas e non potrà fuoriuscire.

Il sole è il luogo in cui inizia l’esplorazione dello spazio. Si tratta di una grande palla di fuoco attorno alla quale ruotano tutti i pianeti, che è abbastanza lontana, ma che ci riscalda senza bruciarci. Considerando che non potremmo esistere senza la luce solare e il calore, è sorprendente che ci sia un grande malinteso sul Sole: che bruci. Se ti sei mai bruciato con il fuoco, congratulazioni, sei stato colpito da più fuoco di quanto il Sole potesse darti. In realtà, il Sole è una grande palla di gas che emette luce ed energia termica attraverso il processo di fusione nucleare, quando due atomi di idrogeno formano un atomo di elio. Il sole dà luce e calore, ma non dà affatto il fuoco ordinario. È solo una luce grande e calda.

I buchi neri sono imbuti

C'è un altro malinteso comune che può essere attribuito alla rappresentazione dei buchi neri nei film e nei cartoni animati. Naturalmente, sono “invisibili” nella loro essenza, ma per un pubblico come me e te vengono descritti come minacciosi vortici del destino. Sono raffigurati come imbuti bidimensionali con un'uscita su un solo lato. In realtà, un buco nero è una sfera. Non ha un lato che ti risucchia, piuttosto è come un pianeta con una gravità gigantesca. Se ti avvicini troppo da qualsiasi direzione, verrai inghiottito.

Rientro

Abbiamo tutti visto come le astronavi rientrano nell'atmosfera terrestre (il cosiddetto rientro). Questa è una prova seria per la nave; di norma, la sua superficie diventa molto calda. Molti di noi pensano che ciò sia dovuto all'attrito tra la nave e l'atmosfera, e questa spiegazione ha senso: è come se la nave fosse circondata dal nulla, e all'improvviso cominciasse a sfregare contro l'atmosfera a una velocità gigantesca. Naturalmente tutto si surriscalderà. Ebbene, la verità è che l'attrito rimuove meno dell'1% del calore durante il rientro. Il motivo principale del riscaldamento è la compressione o contrazione. Mentre la nave ritorna verso la Terra, l'aria che attraversa si comprime e circonda la nave. Questa è chiamata onda d'urto di prua. L'aria che colpisce la testa della nave la spinge. La velocità di ciò che accade fa sì che l'aria si riscaldi senza avere il tempo di decomprimersi o raffreddarsi. Sebbene parte del calore venga assorbita dallo scudo termico, è l'aria attorno al veicolo a creare le bellissime immagini del rientro nell'atmosfera.

Code di comete

Immagina per un secondo una cometa. Molto probabilmente, immaginerai un pezzo di ghiaccio che corre attraverso lo spazio con una coda di luce o fuoco dietro di esso. Potrebbe sorprenderti sapere che la direzione della coda di una cometa non ha nulla a che fare con la direzione in cui la cometa si sta muovendo. Il fatto è che la coda della cometa non è il risultato dell'attrito o della distruzione del corpo. Il vento solare riscalda la cometa e provoca lo scioglimento del ghiaccio, facendo volare le particelle di ghiaccio e sabbia nella direzione opposta al vento. Pertanto, la coda della cometa non seguirà necessariamente una scia, ma sarà sempre diretta lontano dal sole.

Dopo la retrocessione di Plutone, Mercurio divenne il pianeta più piccolo. È anche il pianeta più vicino al Sole, quindi sarebbe naturale supporre che sia il pianeta più caldo del nostro sistema. In breve, Mercurio è un pianeta dannatamente freddo. Innanzitutto, nel punto più caldo di Mercurio la temperatura è di 427 gradi Celsius. Anche se l’intero pianeta mantenesse questa temperatura, Mercurio sarebbe comunque più freddo di Venere (460 gradi). Il motivo per cui Venere, che è quasi 50 milioni di chilometri più lontano dal Sole di Mercurio, è più caldo è dovuto alla sua atmosfera di anidride carbonica. Mercurio non può vantarsi di nulla.

Un altro motivo ha a che fare con la sua orbita e rotazione. Mercurio completa una rivoluzione completa attorno al Sole in 88 giorni terrestri e una rivoluzione completa attorno al proprio asse in 58 giorni terrestri. La notte sul pianeta dura 58 giorni, il che dà tempo sufficiente affinché la temperatura scenda fino a -173 gradi Celsius.

Sonde

Tutti sanno che il rover Curiosity è attualmente impegnato in importanti lavori di ricerca su Marte. Ma la gente si è dimenticata di molte delle altre indagini che abbiamo inviato nel corso degli anni. Il rover Opportunity è atterrato su Marte nel 2003 con l'obiettivo di condurre la missione entro 90 giorni. 10 anni dopo funziona ancora. Molte persone pensano che non abbiamo mai inviato sonde su pianeti diversi da Marte. Sì, abbiamo mandato in orbita molti satelliti, ma far atterrare qualcosa su un altro pianeta? Tra il 1970 e il 1984, l’URSS fece atterrare con successo otto sonde sulla superficie di Venere. È vero, sono tutti bruciati, a causa dell'atmosfera ostile del pianeta. L'astronave più persistente è sopravvissuta per circa due ore, molto più a lungo del previsto.

Se andiamo un po' più lontano nello spazio, raggiungeremo Giove. Per i rover, Giove è un obiettivo ancora più difficile di Marte o Venere perché è fatto quasi interamente di gas, sul quale non è possibile cavalcare. Ma questo non ha fermato gli scienziati che hanno inviato una sonda lì. Nel 1989, la navicella spaziale Galileo partì per studiare Giove e le sue lune, cosa che fece per i successivi 14 anni. Ha anche lanciato una sonda su Giove, che ha inviato informazioni sulla composizione del pianeta. Anche se c'è un'altra nave in viaggio verso Giove, la primissima informazione è preziosa, poiché a quel tempo la sonda Galileo era l'unica sonda ad immergersi nell'atmosfera di Giove.

Stato di assenza di gravità

Questo mito sembra così ovvio che molte persone si rifiutano di convincersi del contrario. Satelliti, veicoli spaziali, astronauti e altri non sperimentano l'assenza di gravità. La vera assenza di gravità, o microgravità, non esiste e nessuno l’ha mai sperimentata. La maggior parte delle persone si chiede: com'è possibile che gli astronauti e le navi galleggino perché sono lontani dalla Terra e non sperimentano la sua attrazione gravitazionale? In effetti, è la gravità che permette loro di galleggiare. Mentre vola attorno alla Terra o a qualsiasi altro corpo celeste con gravità significativa, l'oggetto cade. Ma poiché la Terra è in costante movimento, questi oggetti non si schiantano contro di essa.

La gravità terrestre cerca di trascinare la nave sulla sua superficie, ma il movimento continua, quindi l'oggetto continua a cadere. Questa caduta eterna porta all'illusione dell'assenza di gravità. Anche gli astronauti all'interno della nave cadono, ma sembrano galleggiare. Lo stesso stato può essere sperimentato in un ascensore o in un aereo che cade. E puoi sperimentarlo in caduta libera in aereo a 9000 metri di altitudine.

Non potremmo esistere se il Sole smettesse improvvisamente di splendere e di riscaldarsi. Diventerebbe così freddo sulla Terra che non solo l’acqua dei fiumi, dei mari e degli oceani congelerebbe, ma anche l’aria che respirano le persone, gli animali e le piante. La radiazione solare sostiene la vita sulla Terra, influenza il tempo e il clima ed è coinvolta nella fotosintesi.
E il sole splende e riscalda perché fa molto caldo: in superficie quasi 6mila gradi e al centro 15 milioni di gradi. A questa temperatura, il ferro e altri metalli non solo si sciolgono, ma si trasformano in gas caldi. Ciò significa che il Sole è un'enorme palla massiccia costituita da gas caldo. In effetti, anche le minuscole particelle - gli atomi, di cui generalmente sono costituiti tutti gli esseri viventi e non viventi in natura, non possono esistere sul Sole. Gli atomi, che sulla Terra sono molto forti, sul Sole si dividono in particelle ancora più piccole. Ogni secondo 4,26 milioni di tonnellate di materia solare vengono convertite in energia, ma si tratta di una quantità insignificante rispetto alla massa del Sole. Anche a grande distanza, il Sole può sciogliere il ghiaccio, aumentare la temperatura dell'acqua nei fiumi e nei mari, riscaldare o raffreddare la Terra: può fare tutto!
Il sole ha un forte campo magnetico. Un cambiamento nel campo magnetico - si chiama attività solare - provoca vari effetti: macchie solari, brillamenti, vento solare, emissioni sotto forma di protuberanze - gigantesche fontane di gas caldo che si sollevano e vengono trattenute sopra la superficie del Sole da una forza magnetica. campo. Le protuberanze possono raggiungere un'altezza di 600mila chilometri, ovvero circa 50 volte il diametro della Terra, e una larghezza di 20mila chilometri. Pertanto, il volume di una protuberanza media è 100 volte maggiore del volume della Terra, ma poiché è costituita da gas rarefatti, la sua massa è molto piccola.
Di tanto in tanto compaiono delle macchie sulla superficie del Sole. Si chiamano “macchie solari”. Sono costituiti da gas, ma non caldo quanto la stella stessa. La temperatura del Sole in superficie è di 6mila gradi, in alcuni punti -4 o 5mila gradi. Poiché le macchie sono più fredde, le vediamo più scure. È ormai noto che le macchie sono aree in cui entrano nell’atmosfera i campi magnetici più forti.
Come fa l'interno del Sole a mantenere costantemente una temperatura di milioni di gradi? Questa è una domanda molto complessa e importante su cui molti astronomi e fisici riflettono da molto tempo. Ora quasi tutti non hanno dubbi sul fatto che nella parte centrale del Sole avvengano reazioni termonucleari, a seguito delle quali l'idrogeno viene convertito in elio. Inoltre, la densità della sostanza è 150 volte maggiore della densità dell'acqua e 7 volte maggiore della densità del metallo più pesante sulla Terra: l'osmio. Un “falò” così straordinario brucia all’interno del Sole da miliardi di anni e continuerà a bruciare almeno altrettanto a lungo. E mentre brucia lì, il Sole invierà luce e calore a ciascuno di noi e a tutti gli esseri viventi sulla Terra.

C'è abbastanza calore e luce solare per tutti gli esseri viventi sulla Terra, nonostante il fatto che il Sole sia a quasi 150.000.000 di km da noi, e se improvvisamente il nostro Sole si spegnesse, smettesse di brillare e di riscaldarsi, diventerebbe così freddo che tutto congelerebbe ... sulla Terra, anche l'aria si congelerebbe. Morirebbero persone, animali, piante. Il nostro pianeta diventerebbe freddo e morto.

La temperatura sulla superficie del Sole è di circa 6 OOSPS. A una temperatura così elevata, il ferro e altri metalli non solo si sciolgono, ma si trasformano in gas caldi. Sul Sole quindi non ci sono sostanze solide o liquide: c'è solo gas caldo. Il sole è un'enorme palla di gas caldo. La temperatura all'interno del Sole è addirittura più alta che sulla sua superficie. Vicino al centro della palla raggiunge i 15 milioni di gradi. Temperature così elevate all’interno del Sole esistono da diversi miliardi di anni e continueranno ad esistere all’incirca per lo stesso periodo di tempo.

Cosa succede all'interno del Sole? Perché questo fuoco gigantesco non si spegne? Astronomi e fisici hanno riflettuto a lungo sulla domanda: come viene mantenuta per miliardi di anni l’altissima temperatura all’interno del Sole? La maggior parte degli scienziati ritiene che all'interno del Sole l'elemento chimico idrogeno si trasformi in un altro elemento chimico, l'elio.

Le particelle di idrogeno si combinano in particelle più pesanti e durante questa combinazione l'energia viene rilasciata sotto forma di luce e calore, che viene dispersa dal Sole nello spazio e arriva sulla Terra per dare vita a tutti gli esseri viventi.

Domande da verificare:

1. Vento forte con neve -….
2. Un aumento della temperatura in inverno fino a 0 gradi o leggermente superiore per un po' - ...
3. L'acqua e la neve sciolta che compaiono durante il disgelo si congelano e si formano sulle strade...
4. Soffice frangia di neve, bello tutto intorno -...

Controllati:

1. Quanti mesi invernali ci sono? Elencarli.

2. Come cambiano l'altezza del sole nel cielo e la durata del giorno in inverno?

3.Nomina i fenomeni invernali nella natura inanimata.