Hogy lehet hideg a világűrben, mikor ot vákuum van?

Igen, a vákuum az egyik legjobb hőszigetelő, adiabatikus kalorimétereknek vagy a jobb fajta termoszoknak is vákuum van a két fala között.

Azonban egy testtől nem csak elvezetni lehet a hőjét, hanem ki is tudja sugározni, mint ahogy a Nap melege is elér a Földre, pedig milyen sok vákuum van közöttünk, vagy az izzó vas is szépen láthatóan sugároz. Ha kiteszed a világűrbe, akkor le fogja adni a hőjét.

Aztán még egy érdekes dolog, hogy a világűrben van egy kozmikus háttérsugárzás, ami pont olyan jellegű, mint egy kb. 2,7 K hőmérsékletű test sugárzása. Ha valamit tehát lehűtenénk 1 K-re, és kitennénk a világűrbe, az elnyelné ezt a sugárzást, és fokozatosan felmelegedne 2,7 K-re. Ezért mondják, hogy a világűr hőmérséklete 2,7 K.

Ajánlott irodalom:

[link]

[link]

1) A hőmérséklet nem függ össze a részecskék számával. Egy liter vízben sokkal több részecske van, mint egy liter levegőben, mégis mind a kettőnek van hőmérséklete. Egy liter világűr még kevesebb részecskét tartalmaz, de attól még tartalmaz valamennyit. (Amúgy abban igazad van, hogy a tökéletes váuumnak nincs hőmérséklete, de a világűr nem tökéletes vákuum.)

2) A hőt elvezetni nem csak a részecskék tudják, infravörös kisugárzással is le lehet adni. A Nap melege sem részecskék közvetítésével jut hozzánk az űrön át, hanem így, sugárzással. És az űrben magára hagyott tárgy is így adja le a hőjét.

Csak hozzátenném - mert tulajdonképpen a tökéletes válaszok mind elhangzottak fentebb - hogy egy fontos értelmezési pont kell a dolog lényegi megértéséhez.

Marha egyszerűnek hangzik, de tényleg ez a lényeg: a hideg nem más, mint a hő hiánya.

Ott van hideg, ahol kevés hő van.

Ahol meg nincs hő, na ott van igazán Q hideg.

Nagyon jó a kérdés, és szerintem kicsit félrevezetőek az eddigi válaszok!

Valójában az űrben nincs hideg, mert nincs mi hideg legyen.

A fizikusok az űrben a hőmérsékletet molekulák szabad úthosszával vagy az elektromágneses sugárzás hullámhosszával definiálják, amikből kijönnek mindenféle számok (pl. a híres 2,7 Kelvin), de ez alatt egyáltalán nem a megszokott, érzékelhető hőmérsékletet kell érteni.

Magának az űrnek - hétköznapi értelemben - nincs hőmérséklete, mert nincs minek hőmérséklete legyen! Az egy másik kérdés, hogy ha valami az űrbe kerül, akkor milyen hőmérséklete lesz. Mivel - ahogy mondod - a vákuum nem tudja lehűteni, a test csak sugárzással tud hőt leadni vagy felvenni. Ez azt jelenti, hogy árnyékban nagyon-nagyon hideg, napsütésben nagyon-nagyon meleg is lehet a felszín, és a pontos érték persze függ attól, hogy milyen színű és milyen anyagú a tárgy, milyen erős a sugárzás, stb.

A legfontosabb, hogy az űrben nem azért hűlnek le a dolgok, mert a hideg űrrel érintkeznek (valójában ugye nem érintkeznek semmivel), hanem mert sugárzással hőt veszítenek.

Igen, minden test sugároz hőt.

[link]

A sugárzás intenzitása azonban nagyon erősen (negyedik hatvány szerint) függ a hőmérséklettől. Tehát a meleg testek sokkal-sokkal több energiát sugároznak ki, mint a hidegebb testek. Ezért a Nap melegíti a Földet, és nem a Föld a napot, holott a Földnek is van sugárzása, csak a Nap sokkal melegebb, és ezért összemérhetetlenül erősebben sugároz.

> „Valójában az űrben nincs hideg, mert nincs mi hideg legyen.

A fizikusok az űrben a hőmérsékletet molekulák szabad úthosszával vagy az elektromágneses sugárzás hullámhosszával definiálják, amikből kijönnek mindenféle számok (pl. a híres 2,7 Kelvin), de ez alatt egyáltalán nem a megszokott, érzékelhető hőmérsékletet kell érteni.”

Azért szerintem nem olyan más ez, mint a megszokott hőmérséklet. Csak annak az analógiának a mentén kell haladni, hogy mennyivel más egy nagy méretű vasdarabot megfogni, mint egy vele azonos hőmérsékletű fadarabot. Ha a hidegebbek, mint te, akkor a vasat hidegebbnek fogod érezni, mert jobban elvezeti a hődet, ha melegebbek, akkor a vasat melegebbnek fogod érezni, mert jobban odavezeti hozzád a hőt. De ha hosszan rájuk fekszel, akkor előbb utóbb mindkettőn megfagysz/fázni fogsz/meleged lesz/megsülsz a hőmérsékletüktől függően (még egyszer: elég nagy darab mind a kettő). A világűr olyan rosszul vezeti a hőt, hogy ott sokára kezdenél fázni.

Amúgy amennyire utánaolvastam, a kevés részecske kinetikus energiája alapján a hőmérsékletre a Galaxisok közötti térben több millió kelvin adódik. Csak ugye ezek a részecskék olyan kevesen vannak, hogy nem tudnak lényeges hőt átadni a háttérsugárzáshoz képest, ezért szeressük jobban a háttérsugárzásos hőmérséklet definíciót, és a híres 2,7255 K-t.

[link] :

„Plasma with a density of less than one hydrogen atom per cubic meter and a temperature of millions of kelvin in the space between galaxies accounts for most of the baryonic (ordinary) matter in outer space;”

Az előző már helyen leírta, de itt egy érdekes videó, ami pont ezt a témát mutatja be

https://www.youtube.com/watch?v=TCTLp_DAwdI

Ebből egy érdekes dolog következik, ugyanis a testünk által termelt hő fenntartásához azért kell viszonylag nagy energia, mert annak jelentősen nagyobb részét a levegő "viszi el" (szélben még intenzívebben), mint amennyit a hősugárzás. Vákuumban hőgutát kapnánk (persze előbb megfulladnánk), mert a hősugárzással lényegesen kevesebb hőt tudunk leadni egységnyi idő alatt (a szkafandereket is hűteni kell, pont emiatt).

Tehát a Földön ugyanez történik, a felszín hőleadásában a levegőnek történő hőátadás a lényeges, a hősugárzás szerepe sokkal kisebb (ez még 30-40km magasságban is igaz, pedig ott már elég kicsi a légnyomás). A hőátadás szempontjából a levegő összetétele gyakorlatilag alig számít (a molekulák ütközéses kinetikus energiaátadásáról van szó!). Mivel a hősugárzásnak jelentősen kisebb a szerepe, és az üvegházgázok arra érzékenyek, emiatt azok hatása lényegesen kevesebb, mint amit hangoztatnak vagy feltételeznek. Másrészt, ha a légkör egy molekulányi üvegházgázt sem tartalmazna, a felszín csak alig lenne hűvösebb (nem 33 fokkal), egyszerűen a több száz km vastag atmoszféra szigetelő hatása miatt.

A jelenlegi klímaváltozásban a légköri üvegházgázok szerepét erőteljesen felnagyítják a tényleges hatásukhoz képest. Ezt számos hétköznapi tapasztalat is igazolja: pl. az autók hűtőradiátorait ventilátorral hűtik, ha nagyon felmelegszik. A nagy melegben legyezzük magunkat. A hűtőgépekben, légkondikban is gáznemű közeg van. Ezeket mind nem alkalmaznák, ha nem lennének ennyire hatékonyak.

Ha viszont a gázt "bezárjuk" (vagyis a hőáramlást akadályozzuk), ahogy a földfelszín és a világűr között is tulajdonképpen ez van, akkor egész jó szigetelő, pl. pulóver, paplan, dupla vagy tripla üvegű ablakok, polisztirol, üreges téglák, üvegház(!), stb.