Kako sonce greje zemljo. Sončna družina Zakaj sonce greje
Sonce je glavni vir življenja na planetu Zemlja. Je nam najbližja zvezda. Drugi se nahajajo tako daleč, da nas njihova svetloba doseže šele po milijonih svetlobnih letih. In če Sonce preneha oddajati svojo energijo, bo vse življenje na Planetu zagotovo umrlo.
Zagotovo si je vsak od nas vsaj enkrat zastavil vprašanje: "Zakaj se pravzaprav poleti sončimo od sončne svetlobe, pozimi pa ta ista svetloba ne more niti malo stopiti ledu?" Torej, ugotovimo.
Kako deluje Sonce
Preučevanje Sonca je zelo težka naloga. Nanj je nemogoče poslati letala, saj bodo preprosto izgorela. Toda sodobna znanost ima veliko drugih načinov za preučevanje predmeta, ki je daleč, a hkrati oddaja ogromno energije. Razdalja do Sonca od Zemlje je 150 milijonov km. Prav ta razdalja omogoča udobno življenje na našem planetu.
Premer Sončevega jedra doseže 175 tisoč kilometrov. Temperatura v notranjosti zvezde je 14 milijonov stopinj Kelvina, povzročajo pa jo termonuklearne reakcije. Lahko rečemo, da je to neke vrste jedrska peč. Vsa toplota izvira iz jedra zvezde, ki nato prehaja skozi več lupin:
- fotosfera je prva plast nad jedrom, vendar energija globljih plasti sem ne seže;
- spikule so redne emisije iz naslednje plasti Sonca;
- Korona je najbolj zunanja lupina zvezde.
Vidna svetloba in sončna energija so infrardeči žarki in ultravijolična svetloba ter elektromagnetni valovi, sevanje in rentgenski žarki.
Pomembno! Vsi ti valovi dosežejo Zemljo in druge planete sončnega sistema ter na določen način vplivajo nanje, še posebej na tiste, kjer je atmosfera.
Učinek žarkov
Na vsa živa bitja vplivajo predvsem UV žarki. Zaradi njihove intenzivnosti ozonski plašč ščiti naš planet. Vpliv ultravijoličnih žarkov na žive organizme se kaže v naslednjem:
- pomagajo zagotoviti, da se presnovni procesi odvijajo v človeškem telesu;
- zahvaljujoč temu sevanju se v telesu proizvaja vitamin D, brez katerega je normalno človeško življenje nemogoče;
- pretok krvi se poveča;
- pojavi se porjavelost.
UV-žarki pozitivno vplivajo tudi na ozračje. Očistijo ga in naredijo ugodnejšega za življenje. Infrardeči žarki imajo tudi toplotni učinek. Zahvaljujoč njim je površina Zemlje topla. Toda čeprav ti žarki vplivajo na atmosfero, včasih njihov vpliv postane minimalen.
Pozimi sonce manj greje
Pozimi Sonce ne segreva tako močno, vendar je ta pojav mogoče pojasniti z znanstvenega vidika. Količina sončne toplote, ki doseže Zemljo, se zmanjša zaradi naslednjih razlogov:
- Sonce se nahaja zelo nizko nad obzorjem, zato žarki prepotujejo daljšo pot skozi ozračje;
- Zjutraj in zvečer iz istega razloga ni tako vroče, zvečer pa se ohladi;
- hladen veter skrajša obdobje toplote, ki nam jo lahko da Sonce;
- Pozimi so dnevi krajši in noči daljše, kar pomeni, da se obdobje, ko lahko infrardeči žarki vplivajo na ozračje, močno skrajša.
Kot lahko vidimo, čeprav pozimi sije sonce, od njega ne morete pričakovati porjavelosti.
Tako konvekcija kot toplotna prevodnost delujeta skozi delce snovi. Ogromna prostranstva vesolja, ki ločujejo Zemljo in Sonce, skoraj ne vsebujejo molekul, a vsi vedo, da Sonce greje. Ta prenos toplote imenujemo sevanje.Zahvaljujoč sevanju lahko občutite toploto ognja tudi, ko ste od njega precej oddaljeni. A takoj postane hladno, če nam kdo prepreči plamen. To pomeni, da je zrak bil in ostal hladen, toplota pa je prihajala neposredno iz ognja.
Menijo, da se toplota v takih primerih prenaša s posebnimi toplotnimi valovi, ki jih oddaja vir sevanja, kot je sonce ali ogenj.
Vsa telesa, katerih temperatura je nad absolutno ničlo, imajo sevanje. Te valove še posebej dobro ujamejo temna telesa. Vidimo le del teh valov, le tiste, ki jih oddajajo zelo vroča telesa, na primer Sonce, spirala žarnice, tleča žerjavica.
Različne površine lahko te valove odbijajo ali absorbirajo. Če telo absorbira toplotne valove, se segreje tako, kot se segreje črna jakna na sončen dan. Če na isti dan oblečete srebrno obleko, bo občutek hladnejši, saj srebrna površina odbija veliko toplotnih valov. Vsa telesa odbijajo in absorbirajo toplotne valove.
Vse snovi niso prozorne za vročinske valove. Voda na primer ne prepušča toplotnega sevanja, dobro pa prepušča svetlobo, raztopina joda pa ravno nasprotno. V rastlinjaku steklo deluje kot toplotna past, saj prepušča sončno svetlobo, ne oddaja pa toplote navzven.
Količina toplote, ki jo prejmemo s sevanjem, je odvisna od razdalje. Zemlja prejme veliko več sončne toplote kot na primer Pluton, najbolj oddaljen planet v osončju. Tudi Mars, naslednji planet od Sonca za Zemljo, prejme 2-krat manj toplote kot Zemlja.
Mnogi ljudje so zmedeni glede dogajanja v vesolju. Po pravici povedano, malo nas je bilo v vesolju (milo rečeno) in vesolje se je za mnoge od nas razvilo v devet planetov v sončnem sistemu in lase Sandre Bullock ("Gravity"), ki ne plapolajo v ničelni gravitaciji. Obstaja vsaj eno vprašanje o vesolju, na katerega bo vsak odgovoril napačno. Poglejmo si deset pogostih mitov o vesolju.
Morda je eden najstarejših in najbolj razširjenih mitov o vesolju tale: v vakuumu vesolja bo vsak človek eksplodiral brez posebnega skafandra. Logika je, da ker tam ni pritiska, bi se napihnili in počili, kot preveč napihnjen balon. Morda vas bo presenetilo, vendar so ljudje veliko bolj trpežni od balonov. Ne počimo, ko dobimo injekcijo, in tudi v vesolju ne bomo - naša telesa so pretrda za vakuum. Dajmo se malo napihniti, to je dejstvo. Toda naše kosti, koža in drugi organi so dovolj odporni, da to preživijo, razen če jih nekdo aktivno raztrga. Pravzaprav so nekateri ljudje med delom na vesoljskih misijah že izkusili pogoje izjemno nizkega tlaka. Leta 1966 je moški preizkušal vesoljsko obleko in se nenadoma dekompresiral na 36.500 metrih. Izgubil je zavest, vendar ni eksplodiral. Celo preživel je in si popolnoma opomogel.
Ljudje zmrzujejo
Ta zmota se pogosto uporablja. Kdo od vas še ni videl nekoga, ki je končal zunaj vesoljske ladje brez obleke? Hitro zmrzne in če ga ne prinesemo nazaj, se spremeni v žled in odplava. V resnici pa se zgodi ravno nasprotno. Če greste v vesolje, ne boste zmrznili, nasprotno, pregreli se boste. Voda nad virom toplote se bo segrela, dvignila, ohladila in začela znova. Toda v vesolju ni ničesar, kar bi lahko sprejelo toploto vode, kar pomeni, da je ohlajanje do ledišča nemogoče. Vaše telo bo delalo za proizvodnjo toplote. Res je, ko vam postane neznosno vroče, boste že mrtvi.
Kri vre
Ta mit nima nobene zveze z idejo, da se bo vaše telo pregrelo, če se znajdete v vakuumu. Namesto tega je neposredno povezana z dejstvom, da je katera koli tekočina neposredno povezana s pritiskom okolja. Višji kot je tlak, višje je vrelišče in obratno. Ker se tekočina lažje spremeni v plinasto obliko. Ljudje z logiko ugibajo, da bo v vesolju, kjer sploh ni tlaka, tekočina vrela, kri pa je tudi tekočina. Armstrongova linija je tam, kjer je atmosferski tlak tako nizek, da tekočina vre pri sobni temperaturi. Težava je v tem, da tekočina v vesolju vre, kri pa ne. Druge tekočine, kot je slina v ustih, bodo zavrele. Moški, ki se je dekompresiral na 36.500 metrih, je dejal, da mu je slina "skuhala" jezik. To prekuhavanje bo bolj podobno feniranju. Vendar je kri za razliko od sline v zaprtem sistemu in vaše žile jo bodo držale pod pritiskom v tekočem stanju. Tudi če ste v popolnem vakuumu, dejstvo, da je kri zaklenjena v sistemu, pomeni, da se ne bo spremenila v plin in ušla.
Sonce je kraj, kjer se začne raziskovanje vesolja. To je velika ognjena krogla, okoli katere krožijo vsi planeti, ki je precej oddaljena, a nas greje, ne da bi nas opekla. Glede na to, da ne bi mogli obstajati brez sončne svetlobe in toplote, je presenetljivo, da obstaja velika zmota o Soncu: da gori. Če ste se kdaj opekli z ognjem, čestitamo, zadelo vas je več ognja, kot vam ga lahko da Sonce. V resnici je Sonce velika krogla plina, ki oddaja svetlobo in toploto skozi proces jedrske fuzije, ko dva atoma vodika tvorita atom helija. Sonce daje svetlobo in toploto, navadnega ognja pa sploh ne daje. Je samo velika, topla svetloba.
Črne luknje so lijaki
Obstaja še ena pogosta napačna predstava, ki jo lahko pripišemo prikazovanju črnih lukenj v filmih in risankah. Seveda so v svojem bistvu »nevidni«, a za občinstvo, kot sva ti in jaz, so prikazani kot zlovešči vrtinci usode. Upodobljeni so kot dvodimenzionalni lijaki z izhodom samo na eni strani. V resnici je črna luknja krogla. Nima ene strani, ki bi te posrkala vase, temveč je kot planet z velikansko gravitacijo. Če se mu preveč približate iz katere koli smeri, vas bo pogoltnilo.
Ponovni vstop
Vsi smo že videli, kako vesoljske ladje ponovno vstopijo v Zemljino atmosfero (tako imenovani ponovni vstop). To je resna preizkušnja za ladjo; praviloma se njegova površina močno segreje. Mnogi od nas mislijo, da je to posledica trenja med ladjo in atmosfero, in ta razlaga je smiselna: ladja je, kot da bi bila obdana z ničemer in se začne nenadoma z velikansko hitrostjo drgniti ob atmosfero. Seveda se bo vse segrelo. No, resnica je, da trenje med ponovnim vstopom odstrani manj kot odstotek toplote. Glavni razlog za segrevanje je stiskanje ali krčenje. Ko ladja hiti nazaj proti Zemlji, se zrak, skozi katerega potuje, stisne in obda ladjo. To se imenuje premični udarni val. Zrak, ki zadene glavo ladje, jo potisne. Hitrost dogajanja povzroči, da se zrak segreje, ne da bi imel čas za dekompresijo ali ohlajanje. Čeprav toplotni ščit absorbira nekaj toplote, je zrak okoli vozila tisti, ki ustvarja čudovite slike ponovnega vstopa v ozračje.
Repi kometov
Za trenutek si predstavljajte komet. Najverjetneje si boste predstavljali kos ledu, ki drvi skozi vesolje z repom svetlobe ali ognja za njim. Morda vas bo presenetilo, da smer kometovega repa nima nobene zveze s smerjo, v kateri se komet premika. Dejstvo je, da rep kometa ni posledica trenja ali uničenja telesa. Sončni veter segreje komet in povzroči taljenje ledu, zaradi česar delci ledu in peska letijo v nasprotni smeri vetra. Zato ni nujno, da se kometov rep vleče za njim v sledi, ampak bo vedno usmerjen stran od sonca.
Po Plutonovi degradaciji je Merkur postal najmanjši planet. Je tudi najbližji planet Soncu, zato bi bilo naravno domnevati, da je najbolj vroč planet v našem sistemu. Skratka, Merkur je presneto hladen planet. Prvič, na najbolj vroči točki Merkurja je temperatura 427 stopinj Celzija. Tudi če bi ves planet ohranil to temperaturo, bi bil Merkur še vedno hladnejši od Venere (460 stopinj). Razlog, da je Venera, ki je skoraj 50 milijonov kilometrov dlje od Sonca kot Merkur, toplejša, je njena atmosfera z ogljikovim dioksidom. Merkur se ne more pohvaliti z ničemer.
Drugi razlog je povezan z njegovo orbito in rotacijo. Merkur opravi polni obrat okoli Sonca v 88 zemeljskih dneh, polni obrat okoli svoje osi pa v 58 zemeljskih dneh. Noč na planetu traja 58 dni, kar daje dovolj časa, da temperatura pade na -173 stopinj Celzija.
Sonde
Vsi vedo, da se rover Curiosity trenutno ukvarja s pomembnim raziskovalnim delom na Marsu. Toda ljudje so pozabili na mnoge druge sonde, ki smo jih pošiljali v preteklih letih. Rover Opportunity je na Marsu pristal leta 2003 s ciljem, da misijo izvede v 90 dneh. 10 let kasneje še vedno deluje. Mnogi mislijo, da nikoli nismo poslali sond na druge planete kot na Mars. Da, v orbito smo poslali veliko satelitov, a nekaj pristati na drugem planetu? Med letoma 1970 in 1984 je ZSSR na površju Venere uspešno pristala z osmimi sondami. Res je, vsi so zgoreli zaradi neprijaznega ozračja planeta. Najbolj vztrajna vesoljska ladja je preživela približno dve uri, veliko dlje od pričakovanj.
Če gremo še malo v vesolje, bomo dosegli Jupiter. Za roverje je Jupiter še težja tarča kot Mars ali Venera, ker je skoraj v celoti narejen iz plina, po katerem se ni mogoče voziti. A to znanstvenikov ni ustavilo in so tja poslali sondo. Leta 1989 se je vesoljska ladja Galileo odpravila na raziskovanje Jupitra in njegovih lun, kar je počela naslednjih 14 let. Na Jupiter je spustil tudi sondo, ki je poslala podatke o sestavi planeta. Čeprav je na poti proti Jupitru še ena ladja, je že ta prvi podatek neprecenljiv, saj je bila takrat sonda Galileo edina sonda, ki se je potopila v atmosfero Jupitra.
Breztežnostno stanje
Ta mit se zdi tako očiten, da se mnogi nočejo prepričati o nasprotnem. Sateliti, vesoljska plovila, astronavti in drugi ne doživljajo breztežnosti. Resnična breztežnost ali mikrogravitacija ne obstaja in je še nihče ni izkusil. Večina ljudi je pod vtisom: kako je mogoče, da astronavti in ladje lebdijo, ker so daleč od Zemlje in ne doživljajo njene gravitacijske privlačnosti. Pravzaprav je gravitacija tista, ki jim omogoča lebdenje. Med letenjem okoli Zemlje ali katerega koli drugega nebesnega telesa z veliko gravitacijo predmet pade. A ker se Zemlja nenehno premika, ti predmeti vanjo ne trčijo.
Zemljina gravitacija poskuša potegniti ladjo na njeno površino, vendar se gibanje nadaljuje, zato predmet še naprej pada. Ta večni padec vodi v iluzijo breztežnosti. Tudi astronavti v ladji padejo, vendar se zdi, da lebdijo. Enako stanje lahko doživite v padajočem dvigalu ali letalu. In to lahko doživite v prostem padu letala na višini 9000 metrov.
Ne bi mogli obstajati, če bi Sonce nenadoma prenehalo sijati in greti. Na Zemlji bi se tako ohladilo, da ne bi zmrznila le voda v rekah, morjih in oceanih, ampak celo zrak, ki ga dihajo ljudje, živali in rastline. Sončno sevanje podpira življenje na Zemlji, vpliva na vreme in podnebje ter sodeluje pri fotosintezi.
In Sonce sije in greje, ker je zelo vroče: na površini - skoraj 6 tisoč stopinj, v središču - 15 milijonov stopinj. Pri tej temperaturi se železo in druge kovine ne samo stopijo, ampak se spremenijo v vroče pline. To pomeni, da je Sonce ogromna, masivna krogla, sestavljena iz vročega plina. Pravzaprav na Soncu ne morejo obstajati niti drobni delci - atomi, iz katerih so na splošno sestavljena vsa živa in neživa bitja v naravi. Atomi, ki so na Zemlji zelo močni, se na Soncu razcepijo na še manjše delce. Vsako sekundo se v energijo pretvori 4,26 milijona ton sončne snovi, vendar je to nepomembna količina v primerjavi z maso Sonca. Tudi na veliki razdalji lahko Sonce stopi led, dvigne temperaturo vode v rekah in morjih, ogreje ali ohladi Zemljo – zmore vse!
Sonce ima močno magnetno polje. Sprememba magnetnega polja – imenujemo jo sončna aktivnost – povzroča različne učinke: sončne pege, izbruhe, sončni veter, emisije v obliki prominenc – velikanskih vodnjakov vročega plina, ki se dvigajo in zadržujejo nad površino Sonca z magnetnim poljem. polje. Prominence lahko dosežejo višino 600 tisoč kilometrov - to je približno 50-kratni premer Zemlje in širino 20 tisoč kilometrov. Tako je prostornina povprečne prominence 100-krat večja od prostornine Zemlje, a ker je sestavljena iz redkih plinov, je njena masa zelo majhna.
Od časa do časa se na površju Sonca pojavijo pege. Imenujejo se "sončne pege". Sestavljene so iz plina, vendar niso tako vroče kot sama zvezda. Temperatura Sonca na površini je 6 tisoč stopinj, na mestih -4 ali 5 tisoč stopinj. Ker so lise hladnejše, jih vidimo temnejše. Zdaj je znano, da so pege območja, kjer najmočnejša magnetna polja vstopajo v ozračje.
Kako notranjost Sonca ves čas vzdržuje temperaturo na milijone stopinj? To je zelo zapleteno in pomembno vprašanje, o katerem že dolgo razmišljajo številni astronomi in fiziki. Zdaj skoraj vsi ne dvomijo, da v osrednjem delu Sonca potekajo termonuklearne reakcije, zaradi katerih se vodik pretvori v helij. Poleg tega je gostota snovi tam 150-krat večja od gostote vode in 7-krat večja od gostote najtežje kovine na Zemlji - osmija. Tak nenavaden »kres« gori v Soncu že milijarde let in bo gorel vsaj toliko časa. In medtem ko tam gori, bo Sonce pošiljalo svetlobo in toploto vsakemu od nas in vsem živim bitjem na Zemlji.
Sončne toplote in svetlobe je dovolj za vsa živa bitja na Zemlji, kljub temu, da je Sonce od nas oddaljeno skoraj 150.000.000 km, in če bi naše Sonce nenadoma ugasnilo, prenehalo sijati in greti, bi postalo tako hladno, da bi vse zmrznilo. .vode na Zemlji, celo zrak bi zmrznil. Ljudje, živali, rastline bi umrli. Naš planet bi postal hladen in mrtev.
Temperatura na površini Sonca je približno 6 OOSPS. Pri tako visoki temperaturi se železo in druge kovine ne samo stopijo, ampak se spremenijo v vroče pline. Zato na Soncu ni trdnih ali tekočih snovi: obstaja le vroč plin. Sonce je ogromna vroča krogla plina. Temperatura v notranjosti Sonca je celo višja kot na njegovi površini. Blizu središča krogle doseže 15 milijonov stopinj. Tako visoke temperature znotraj Sonca obstajajo že nekaj milijard let in bodo še približno enako dolgo.
Kaj se dogaja znotraj Sonca? Zakaj ta velikanski ogenj ne ugasne? Astronomi in fiziki že dolgo razmišljajo o vprašanju: kako se zelo visoka temperatura znotraj Sonca vzdržuje milijarde let? Večina znanstvenikov verjame, da se znotraj Sonca kemični element vodik spremeni v drug kemični element helij.
Vodikovi delci se združujejo v težje delce, pri tem pa se sprošča energija v obliki svetlobe in toplote, ki jo Sonce razprši v vesolje in pride na Zemljo, da bi dala življenje vsem živim bitjem.
Vprašanja za preverjanje:
1. Močan veter s snegom -….
2. Zvišanje temperature pozimi na 0 stopinj ali nekoliko višje za nekaj časa - ...
3. Voda in stopljeni sneg, ki nastane ob otoplitvi, zmrzneta in nastaneta na cestah...
4. Puhasta snežna resa, lepo vse okoli -…
Preverite sami:
1. Koliko je zimskih mesecev? Naštej jih.
2. Kako se pozimi spreminjata višina sonca na nebu in dolžina dneva?
3. Poimenuj zimske pojave v neživi naravi.
