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Pourquoi l'espace est froid si le soleil est chaud

Pourquoi l'espace est froid si le soleil est chaud

Le soleil est sur 150 millions de kilomètres loin de la terre, mais nous pouvons sentir sa chaleur chaque jour. Il est étonnant de voir comment un objet brûlant de loin peut diffuser sa chaleur sur une si grande distance.

Nous ne parlons pas de températures qui enregistrent à peine sa présence. En 2019, la température du Koweït a frappé 63 ° C sous la lumière directe du soleil. Si vous restez debout pendant une période prolongée à de telles températures, vous risquez de mourir d'un coup de chaleur.

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Mais ce qui intrigue le plus, c'est que l'espace extra-atmosphérique reste froid même lorsque la terre brûle à des millions de kilomètres. Alors, pourquoi l'espace est-il si froid si le soleil est si chaud?

Pour comprendre ce phénomène déroutant, il est important de reconnaître d'abord la différence entre les deux termes qui sont souvent utilisés de manière interchangeable: chaleur et température.

Le rôle de la chaleur et de la température

En termes simples, chaleur est l'énergie stockée à l'intérieur d'un objet, tandis que la chaleur ou la froideur de cet objet est mesurée par Température. Ainsi, lorsque la chaleur est transférée à un objet, sa température augmente. De plus, la valeur de la température diminue lorsque la chaleur est extraite de l’objet.

Ce transfert de chaleur peut se produire selon trois modes: conduction, convection, et radiation.

Transfert de chaleur à travers conduction se produit dans les solides. Au fur et à mesure que les particules solides sont chauffées, elles commencent à vibrer et à entrer en collision les unes avec les autres, transférant la chaleur des particules les plus chaudes vers les plus froides.

Transfert de chaleur à travers convection est un phénomène observé dans les liquides et les gaz. Ce mode de transfert de chaleur se produit également à la surface entre les solides et les fluides.

Lorsque le fluide est chauffé, les molécules montent vers le haut et transportent l'énergie thermique avec elles. Un appareil de chauffage individuel est le meilleur exemple démontrant un transfert de chaleur par convection.

Lorsque le radiateur chauffe l'air ambiant, la température de l'air augmente et l'air monte vers le haut de la pièce. L'air frais présent au sommet est forcé de descendre et de se réchauffer, créant un courant de convection.

Transfert de chaleur à travers radiation est un processus dans lequel l'objet libère de la chaleur sous forme de lumière. Tous les matériaux émettent une certaine quantité d'énergie thermique en fonction de leur température.

À température ambiante, tous les objets, y compris les humains, émettent de la chaleur sous forme d'ondes infrarouges. C'est grâce au rayonnement que les caméras thermiques peuvent détecter des objets même pendant la nuit.

Plus l'objet est chaud, plus il rayonnera. Le soleil est un excellent exemple de rayonnement thermique qui transfère la chaleur à travers le système solaire.

Maintenant que vous connaissez la différence entre la chaleur et la température, nous sommes sur le point de répondre à la question posée dans le titre de cet article.

Nous savons maintenant que la température ne peut affecter que la matière. Cependant, l'espace ne contient pas suffisamment de particules et c'est presque un vide complet et un espace sans fin.

Cela signifie que le transfert de chaleur est inefficace. Il est impossible de transférer la chaleur par conduction ou convection.

Le rayonnement reste la seule possibilité.

Lorsque la chaleur du soleil sous forme de rayonnement tombe sur un objet, les atomes qui le composent commencent à absorber de l’énergie. Cette énergie commence à faire vibrer les atomes et à leur faire produire de la chaleur dans le processus.

Cependant, avec ce phénomène, quelque chose d'intéressant se produit. Puisqu'il n'y a aucun moyen de conduire la chaleur, la température des objets dans l'espace restera la même pendant longtemps.

Les objets chauds restent chauds et les objets froids restent froids.

Mais, lorsque les radiations du soleil pénètrent dans l’atmosphère terrestre, il y a beaucoup de matière à dynamiser. Par conséquent, nous ressentons le rayonnement du soleil sous forme de chaleur.

Cela soulève naturellement la question: que se passerait-il si nous plaçons quelque chose en dehors de l'atmosphère terrestre?

L'espace peut geler ou vous brûler facilement

Lorsqu'un objet est placé à l'extérieur de l'atmosphère terrestre et à la lumière directe du soleil, il serait chauffé à environ 120 ° C. Les objets autour de la terre et dans l'espace extra-atmosphérique qui ne reçoivent pas la lumière directe du soleil sont à environ 10 ° C.

le 10 ° C la température est due au réchauffement de certaines molécules qui s’échappent de l’atmosphère terrestre. Cependant, si nous mesurons la température de l'espace vide entre les corps célestes dans l'espace, c'est juste 3 Kelvin au-dessus du zéro absolu.

Donc, le principal à retenir ici est que la température du soleil ne peut être ressentie que s'il y a de la matière pour l'absorber. l'espace n'a presque pas de matière en lui; d'où la froideur.

Les deux côtés de la chaleur du soleil

Nous savons que les régions ombragées deviennent froides. Le meilleur exemple est la nuit où les températures baissent car il n'y a pas de rayonnement atteignant cette partie de la terre.

Cependant, dans l'espace, les choses sont un peu différentes. Oui, les objets qui sont cachés du rayonnement solaire seront plus froids que les taches qui reçoivent la lumière du soleil, mais la différence est assez radicale.

L'objet dans l'espace sera confronté à deux températures extrêmes de ses deux côtés.

Prenons la lune par exemple. Les zones qui reçoivent la lumière du soleil sont chauffées à 127 ° C et le côté obscur de la lune sera gelé -173 ° C.

Mais pourquoi la terre n'a-t-elle pas les mêmes effets? Grâce à notre atmosphère, les ondes infrarouges du soleil sont réfléchies et celles qui pénètrent dans l’atmosphère terrestre sont uniformément réparties.

C'est pourquoi nous ressentons un changement progressif de température plutôt qu'une extrême chaleur ou froid.

Un autre exemple qui montre la polarité de la température dans l'espace est les effets du soleil sur la sonde solaire Parker. La sonde solaire Parker est un programme de la NASA où une sonde a été envoyée dans l'espace pour étudier le soleil.

En avril 2019, la sonde était juste 15 millions de miles loin du soleil. Pour se protéger, il a utilisé un bouclier thermique.

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La température de l'écran thermique lorsqu'il a été bombardé par le rayonnement solaire était de 121 ° C tandis que le reste de la sonde était assis à -150 ° C.

L'espace est le thermos ultime

Lorsqu'il n'y a rien à chauffer, la température d'un système reste la même. C'est le cas de l'espace. Le rayonnement solaire peut le traverser, mais il n'y a pas de molécules ou d'atomes pour absorber cette chaleur.

Même quand un rocher est chauffé au-dessus 100 ° C par le rayonnement du soleil, l'espace qui l'entoure n'absorbera aucune température pour la même raison. Lorsqu'il n'y a pas de matière, le transfert de température n'a pas lieu.

Ainsi, même lorsque le soleil est chaud, l'espace reste froid comme de la glace!


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