Kolik stupňů má vakuum? Jaká je teplota ve vakuu?

by bohemia 0 Comments

Teplota je vlastnost hmoty atomů a molekul. Nejen prázdného prostoru. Dokonalé vakuum nemá atomy ani molekuly. Teplotu můžete považovat za energii, s níž se tyto malé kousky hmoty třepou nebo vibrují. Čím více energie, tím vyšší je teplota. Pokud však nejsou žádné atomy, co by vibrovalo?

Teplota vakua ve vesmíru

Průměrná teplota ve vesmíru kolem Země je 283,32 kelvinů (10,17 stupňů Celsia nebo 50,3 stupně Fahrenheita). To je zřejmě daleko od vzdálenějších 3 kelvinů nad absolutní nulou. Ale tento relativně mírný průměr zakrývá neuvěřitelně extrémní výkyvy teploty. Jen kolem horní atmosféry Země klesá počet molekul plynu prudce na téměř nulu, stejně jako tlak. To znamená, že je téměř bez ohledu na to, aby se přenášela energie – ale také bez ohledu na to, aby se přímo ozařovalo přímé záření ze slunce. Toto sluneční záření ohřívá prostor blízko Země k 393,15 kelvinů (120 stupňů Celsia nebo 248 stupňů Fahrenheita) nebo vyšší, zatímco stínované objekty klesají na teploty nižší než 173,5 kelvinů (mínus 100 stupňů Celsia nebo mínus 148 stupňů Fahrenheita).

Absolutní nula

Klíčovou charakteristikou vnějšího prostoru je prázdnota. Hmota ve vesmíru se soustředí do astronomických těles. Prostor mezi těmito tělesy je skutečně prázdný – téměř vakuum. Jednotlivé atomy mohou být od sebe vzdálené mnoho mil. Teplo je přenos energie z atomu na atom. V podmínkách vesmíru, se nepřenáší téměř žádná energie, protože mezi atomy jsou obrovské vzdálenosti. Průměrná teplota prázdného prostoru mezi kosmickými tělesy se vypočte na 3 kelviny (mínus 270,15 ° C nebo mínus 457,87 stupňů Fahrenheita). Absolutní nula, teplota, při které se absolutně všechny aktivity zastaví, je nula kelvinů (mínus 273,15 stupňů Celsia nebo mínus 459,67 stupňů Fahrenheita).

Teplota vesmírného prostoru se díky reliktnímu záření udržuje na přibližně okolo –270,15 °C. (zdroj: Wikipedie)

Teplota vakua ve vakuvé komoře

Ve vakuu uvnitř komory i po vyčerpání vzduchu existují „elektromagnetické vlny“. Tyto vlny dopadají na stěny komory a zahřívají ji (předávají jim svou energii), zároveň však stěny komory tepelně září (i tepelné záření je ve své podstatě záření elektromagnetické, jeho intenzita pak odpovídá Stefan-Boltzmanově vyzařovacímu zákonu). Pokud je komora izolována od okolního světa, časem se dostane do stavu, kdy intenzita dopadajícího a vyzařovaného elektromagnetického záření se vyrovná. Dostali jsme se tedy do stavu, kdy stěny komory i vakuum jsou v termodynamické rovnováze a můžeme tedy říct, že mají stejnou teplotu. Vakuum má tedy teplotu odpovídající teplotě předmětů, s nimiž je v termodynamické rovnováze. (zdroj: Fyzweb)

Experiment 1.: Měření teploty ve vakuové komoře

V tomto experimentu měří teplotu ve vakuové komoře. Simuluje zde, jaké by to bylo měření teploty prostoru. Ukazuje zde, co se stane, když vloží teploměr do vakuové komory.

 


Nejčastěji se ptáte:

Jaká je teplota ve vakuu?
Jaká je teplota vakua?
Jak se teplo mění v důsledku teploty?
Jaká je teplota tepelného záření ve vakuu?
Může teplo skutečně protékat vakuem?
Jak rychle klesá teplota ve vakuu?
Jak vypočítám průměrnou teplotu záření?
Jaká je teplota, tlak a objem ve vakuu?
Změní materiál teplotu ve vakuu?

Komentujte

avatar
  Upozornit  
Upozornit na