進(jìn)入夏季以來全國各地普遍高溫，甚至有一些地區(qū)竟然破天荒地超過了40攝氏度。就這個(gè)溫度，就算是呆在室內(nèi)，不開空調(diào)也是滿身大汗。

不過，這個(gè)時(shí)候很多有基本常識(shí)的朋友可能要產(chǎn)生疑問了。太陽雖然溫度很高，但是太陽和地球中間的太空卻是接近絕對零度。那為什么這熱量不能加熱太空，反而能隔著這么遠(yuǎn)來加熱地球呢？

太空的“溫度”

正如前文所講，太空確實(shí)是接近“絕對零度”的也就是零下273.15度。之所以說接近是因?yàn)檫€有宇宙的微波背景輻射，才讓宇宙的溫度比絕對零度高了那么一點(diǎn)點(diǎn)，大約為零下270.4度。

不過，說太空的溫度是零下270.4度，其實(shí)也不算準(zhǔn)確。

這需要結(jié)合溫度的定義來看。溫度是表示物體冷熱程度的物理量，微觀上來講是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。

關(guān)于分子的熱運(yùn)動(dòng)，我們來看一個(gè)很簡單卻很著名的實(shí)驗(yàn)

在一上一下兩個(gè)大玻璃瓶中，灌滿了不同的氣體。一瓶氣體有顏色，另一瓶氣體沒有顏色。并且下面瓶子里的氣體密度更大。然后打開兩個(gè)瓶子之間的隔斷，然后通過顏色變化，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)瓶子空氣開始混合，最后都變成了較淺的顏色。說明兩瓶空氣混合在了一起。

這種現(xiàn)象就是分子熱運(yùn)動(dòng)的體現(xiàn)，如果沒有分子熱運(yùn)動(dòng)，那么下面瓶子里的氣體密度更大，那兩者必然是很明顯的分層，而不會(huì)相互融合。并且溫度越高，氣體混合得就越快。

所以，要形成溫度。需要滿足兩個(gè)條件：

1需要有微觀分子。2還需要微觀分子進(jìn)行熱運(yùn)動(dòng)。

這就造成了兩個(gè)極端，如果存在分子，但是分子不進(jìn)行熱運(yùn)動(dòng)，那么表現(xiàn)出來的就是真實(shí)的絕對零度。但是如果一個(gè)地方壓根沒有分子，或者分子數(shù)量極少。那么這或許就不應(yīng)該叫絕對零度了。應(yīng)該叫沒有溫度更合適一點(diǎn)。而太空里就屬于這樣的情況。那里的分子極少，少的幾乎可以忽略，所以也就不存在溫度這個(gè)概念了。

太空里實(shí)際上接近真空物質(zhì)很少

熱量如何到達(dá)地球？

在了解了宇宙為何是絕對零度，或者說宇宙沒有溫度之后。問題依舊沒有解決，反而變得更有意思了。為什么太陽散發(fā)出的熱量，會(huì)加熱地球，而不會(huì)加熱宇宙呢？

要解決這個(gè)問題，我們需要先了解熱量傳遞的三種方式。

其中熱傳遞和熱對流都不是地球獲取熱量的方式。

熱傳遞是需要兩個(gè)溫度不同的物體相互接觸。而熱對流則是適用于氣體或者液體等流體之間的，同樣需要流體之間相互接觸。而太空中只有極為稀少的分子，所以自然不能用這兩種方式向地球傳遞熱量。

電腦主機(jī)的水冷散熱等應(yīng)用了熱傳遞的原理

最后一種便是熱輻射了。既然前面兩種方法都不能讓地球接收到太陽的熱量。那就只能依靠最后一種方法了。只要是有溫度的物體，都會(huì)散發(fā)出熱輻射，并且溫度越高，熱輻射越強(qiáng)。

再者，熱輻射是一種電磁波，可以在真空中傳播，所以自然能夠?qū)⑻柕臒崃繋Ыo地球。

熱輻射如何“加熱”地球？

好了，想必到了這里，有人會(huì)覺得這個(gè)過程應(yīng)該到這就結(jié)束了：熱輻射被大氣吸收，然后加熱了大氣。然后就讓地球熱起來了。

不過，如果是這樣就結(jié)束的話。會(huì)有一個(gè)反常識(shí)的現(xiàn)象：如果太陽的熱輻射是被大氣吸收，那么離太陽越近的地方溫度越高，也就是海拔越高，溫度也應(yīng)該越高。但是根據(jù)我們所了解到的常識(shí)：海拔越高，溫度越低——所以喜馬拉雅山脈才會(huì)呈現(xiàn)出白雪皚皚的樣子。

這又該如何解釋呢？

地球被“加熱”的過程示意圖

所以這傳熱過程還沒完：太陽熱輻射的波長較短，而大氣則不容易吸收這種短波。所以只有很少的部分會(huì)被大氣直接吸收，更多的還是直接穿過了大氣，達(dá)到地面。

經(jīng)過地面的反射和吸收，原本的短波被轉(zhuǎn)變成長波之后，就更容易被大氣吸收了。所以也就形成了離地面越近，溫度越高的規(guī)律。

熱成像儀也運(yùn)用了熱輻射的原理

熱輻射的應(yīng)用

在知道了地球獲取熱量的方式之后，人們也開始對這一現(xiàn)象開始研究。從而誕生了很多具體應(yīng)用。

首先熱輻射有一個(gè)非常廣泛的應(yīng)用。那就是我們現(xiàn)在廣泛使用的測溫槍。在疫情爆發(fā)后，誰還沒有幾次被測溫槍“支配”的恐懼呢。它利用了上文提到的，溫度越高，熱輻射越強(qiáng)的規(guī)律，直接檢測人體的熱輻射強(qiáng)度，從不用接觸就能測出人的體溫。有力地支持了全國的防疫工作。

不僅在地球上，宇宙中的空間站，也要借助熱傳遞的幫忙。因?yàn)榭臻g站中的儀器，和宇航員等都會(huì)源源不斷地產(chǎn)生熱量，空間站自身還處于幾乎真空的太空中。沒有物質(zhì)和空間站接觸，空間站也不是流體，所以熱傳遞和熱對流都不能幫助空間站散熱。所以空間站需要散熱。并且只能通過熱輻射的途徑散熱。

紅圈內(nèi)為國際空間站散熱片

看到這里，你可能會(huì)感嘆原來熱輻射的應(yīng)用還真不少。不過和下面這個(gè)比起來，前面的都是小弟。那就是利用熱傳遞可以“隔空傳熱”和微波可以攜帶高額能量的特性，將其發(fā)展為武器。這類武器可以在瞬間釋放出高功率微波能量殺傷目標(biāo)。目前世界的各大軍事強(qiáng)國都在研究。

微波武器示意圖

但是，目前公開的研究，進(jìn)展似乎并不順利。主要是發(fā)射的微波功率不夠，需要長時(shí)間照射目標(biāo)。這樣很容易被目標(biāo)發(fā)現(xiàn)，所以只能用于一些小型目標(biāo)。

但是這也足夠了。比如對付敵方來襲的導(dǎo)彈。

通常，導(dǎo)彈來襲時(shí)，要么是用另一枚導(dǎo)彈攔截：要么是用高射速機(jī)炮發(fā)射密集的火力網(wǎng)進(jìn)行攔截：但是難度很大。

想象一下，這就相當(dāng)于一個(gè)人朝你扔石頭，你也要扔一塊石頭去打扔過來的石頭。這樣的難度，即使是在計(jì)算機(jī)的輔助下，依舊不能保證命中。

“響尾蛇”導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭暴露在外易受到攻擊

而微波武器一旦上場，將不存在這些問題。因?yàn)槲⒉〒碛泄獾膫鞑ニ俣?，幾乎可以瞬間照射到目標(biāo)身上，并且對于導(dǎo)彈來說，要有一個(gè)十分精密的導(dǎo)引頭用來鎖定目標(biāo)。而微波攜帶的能量要瞬間摧毀整個(gè)導(dǎo)彈可能不行，但是要燒壞工作條件較為嚴(yán)苛的導(dǎo)引頭，是很容易的。

綜上，盡管現(xiàn)在的微波武器尚不成熟，但是擁有很大發(fā)展前景。

結(jié)語

那關(guān)于地球的熱量是哪里來的這個(gè)問題，是講完了。雖然這不能幫助你更加涼快，但起碼能讓你熱個(gè)明白。就算要熱死，也要知道為什么被熱死。哈哈開個(gè)玩笑！

最后，還是提醒大家注意防暑，同時(shí)提醒那些想圖個(gè)清涼吃雪糕的朋友們：警惕雪糕“刺客”的攻擊。