我们经常用自己的感官来描述环境的温度。例如,我们夏天感觉热,冬天感觉冷。这是基于我们自己的感觉。结果是温度结论。
当我们感觉太热或太冷时,我们会对空间进行加热或冷却,以保持环境温度适宜。例如,当我们感到寒冷时,我们会想办法通过减少散热来维持它。保暖,比如多穿衣服。
但是你知道吗?在魔法宇宙中,这种方法不再有效。 因为太空中的温度只有-270℃,对于人类来说是极冷的温度。然而,漂浮在极低温度下的空间站不但没有减少散热,反而还增加了散热!为什么是这样?
物体或空间的温度来自于其内部分子结构的速度。分子运动越快,温度越高,反之亦然。 这与摩擦生热类似。当我们更快地摩擦物体表面时,会产生更多的热量。
所谓宇宙或空间的温度是指在宇宙微波背景辐射下的等效温度,宇宙中的空间是非常均匀的。一般情况下,距离星系越近,温度就会相对越高,而距离星系越近,温度就会相对越高。气体云扩张的区域将相对凉爽。
过去,我们认为太空是完全真空,但随着人们研究的深入,我们发现太空其实并不是绝对真空。只是因为空间的密度很小,小到每立方米只有1个原子。地位可以忽略不计。
而宇宙中的空间太大了我们无法想象,所以无论这些分散的原子移动得有多快,它们都会被稀释。 所以宇宙中的温度非常低,仅比我们目前所知的绝对零温度-270℃高3℃。
在地球上,当我们处于低温环境时,有两个最重要的任务。首先是减少热损失,即保温,比如减少我们与低温物体或环境的接触面;二是增加热源,比如取暖的电器或者生火取暖等
只要按照减少热量散失或增加热源的方法,就可以实现人体温度的升高,从而给我们一种“温暖”的感觉。
但在太空中,常识是不被遵循的。虽然太空环境温度只有负270度,但在空间站里,散热远比保温更重要。
在空间站中,为了更好地工作,恒温系统一直在运行。 根据质量守恒定律,内部发热需要外部散热。不过,空间站恒温系统采用的散热方式并不是地球上常见的风冷和液冷,而是热辐射。
热辐射是真空中一种独特的热传导方法。由于它依靠电磁波来传递热量,因此不需要介质。
这正好符合空间站的环境,所以空间站采用的热辐射冷却方式。不过热辐射也有一个缺点,那就是散热过程非常缓慢,慢到没有时间与空间站内部恒温系统产生的热量进行交换。
只要这种不平衡的热交换持续一段时间,对于工作人员和工作系统来说都是非常危险的,所以空间站需要通过加强散热来平衡内外的热传导耗散。
目前,国际空间站内的散热方式分为两类,一类是被动散热,另一类是主动散热。被动散热也分为两种,一种是我们前面提到的热辐射方式;另一种是我们前面提到的热辐射方式。另一种是通过固体传导散热。具体方法是将热量传递到空间站舱内,然后利用舱内将热量传递到空间站的暗面。虽然这两种方法都能散热,但是散热效率很低。
主动散热的方法只有一种,那就是增加热对流。 具体方法是在空间站内部安装冷却剂流动的管道。冷却液始终在循环。当冷却剂通过加热设备时,可以通过管道吸收热量,然后通过管道将热量携带到空间站外部。作用在散热器上,最终多余的热量通过散热器传递到空间。
冷却液将继续开始下一个循环,在不断的流动中继续带走热量。
空间站也是如此。虽然太空中的温度很低,但是仍然有太阳作为热源,太阳可以产生大量的热辐射。因此,空间站不仅需要保暖,还需要保冷。 所以除了散热之外,空间站的隔热功能也不容忽视。
在空间站里,我们虽然没有盖被子,但在外面套上了科研人员特有的“多层保温层”。保温层相当于被子。它具有非常高的反射层。当太阳辐射到达空间站表面时,会被这层反射层反射回来,从而阻挡太阳热辐射到达空间站内部。 。
关于宇宙的温度问题,其实还有一个很有趣的概念,那就是宇宙中的热辐射可能会引起一种现象,就是“热寂”,也称为“大冻结” ”。
宇宙不是静止的。在当前科学界,人们普遍认为宇宙处于不断膨胀的过程中。 这个过程会不断产生热辐射,这些热辐射会转化为热能。
当宇宙中的熵值达到峰值时,宇宙内部将变成液体状的存在,所有物体都会消失,只剩下无尽的背景辐射。最后,随着宇宙的不断膨胀,这种辐射温度会慢慢冷却下来,直到达到绝对零,整个宇宙就会陷入永恒的黑暗。
这个概念听起来确实很可怕,但是不用担心,因为人类很有可能活不到那一天。 而宇宙中不存在永恒的物质,就连宇宙本身也无法逃脱这一点。
很多人都想知道永恒黑暗之后的变化。不幸的是,目前还没有相关的结论,甚至没有假设。因为一旦提出宇宙终结的问题,肯定就会有人问宇宙的起源,而这个问题比宇宙的温度问题深刻得多。