为什么一千度的高温能冻死人?

民科尖兵


地球大气层的热层温度达到了1000摄氏度,但人如果暴露在这个环境下,很可能会被冻死。「热层」位于大气层80~800千米的高度,在这个高度上,其实已经有人造卫星了。

> 大气层结构(维基百科)

最有意思的是,在这个高度上,氧原子会吸收太阳的短波辐射,从而被急剧加热,可以达到1000摄氏度的量级。虽然温度如此之高,但如果把人暴露在这个环境下,即便不考虑窒息、低压等问题,人仍然会因为寒冷而死。(前提是不被太阳照到)

这可能很反常识,但实际的原因在于,这里的空气太过于稀薄。这个时候,从空气传到人体的热量很少,而人向外辐射的热量很多。

任何物体,只要温度高于绝对零度(-273摄氏度),那他就会自发的向外辐射热量。这个功率只与温度和表面积有关。

进而,只要辐射的功率大于从空气吸热的功率,人的温度就会下降。

在这样稀薄的空气中,从空气传到人体的热量非常少,而人辐射出去的热量又非常多。所以在这样的环境下,确实可以把人冻住。


章彦博


1000摄氏度的高温冻死人?看起来好像是违反了生活常识和物理定律,但仔细一想却又非常合理!

我们生活中确实存在类似“反常识”现象。

比如桑拿房里的温度可以达到80摄氏度,但你却会被80摄氏度的水烫伤,大家都是80摄氏度为什么结果会相差那么大?原来我们发现:桑拿房里干蒸的温度虽然是80摄氏度没错,但干蒸的水分子数量远小于一盆80摄氏度热水的水分子数量。换句话说就是大家都是80摄氏度,但是总能量是不一样的,假设干蒸桑拿房里的水分子数量是1摩尔,一盆热水的水分子数量是100摩尔,那么总的能量就是水分子数量×每个水分子的平均能量(宏观上体现为温度),那么一盆80摄氏度的热水的总能量就是桑拿房里水分子总能量的100倍,这就是为什么大家都是80摄氏度,而人体却感觉一盆热水更热的原因了!

温度的科学定义就是微粒运动的剧烈程度,但温度却没有要求需要多少微粒。那么假设在宇宙真空的环境中,在1立方米的空间内只有一个微粒在运动,那么这个空间内的总能量就是1/2MV²,这个时候这个粒子就能够代表这个空间内的温度了,假设这个粒子表现的温度为1000摄氏度,但当这个粒子击打到人体上时,人体不会有任何感觉,因为虽然温度高,但是热度低,热度相当于总能量了。

所以我们也可以很好地理解,在距离地球200公里的热层,虽然温度高达1000摄氏度,但却能冻死人!因为这个环境下几乎是真空了,微粒数量非常少,虽说单个粒子的平均能量大,但是热度总能量确是非常低的。人体在这个环境下,根本吸收不了多少热量,温度高热度低,被冻死也是很正常的!这虽然很像文字游戏,但各位科学爱好者一定要明白温度

热度是两个完全不一样的概念。


科学薛定谔的猫


这个问题我们简单地说,原因很简单,就是太阳。你看月球表面,白天朝太阳一面温度高达127摄氏度,而晚上没有光照却降低到零下183摄氏度。如此巨大的温差变化当然是因为光照,这一点和宇航员头盔上的温度变化也是一样的。

在头盔被光照的部分,温度很高,而没有光照的地方,温度接近宇宙背景温度,因此宇航服可是一种很高端的装置,可抗高温和耐低温。宇航员在舱外活动的时候转个身温度就变化了,这就是为什么上千摄氏度的高温却能冻死人的原因。

这和距离地球表面几百公里的热层问题是一样的,热层会吸收波长短于1759埃的紫外辐射,这是热层的温度来源,显然是受到太阳的支配,顶部温度可达到1500K。

但是人如果出现在这里肯定会被冻死,因为这里是真空状态,国际空间站才在300多公里的高度运行,真空中没有大量粒子活动,人体也无法吸热,那么人体只会感受到空间背景温度,当然就是冻死了。


川陀太空问答


说温度首先要明确是什么的温度。

比方说,夏天的时候,早上看天气预报最高温度35度,中午在外面走路,很晒很热,感觉得有四十多度了,有人就说天气预报不准。

其实呢,天气预报说的35度是气温,气温是说在阳光晒不到的百叶箱里测的空气温度,这个温度一般会比太阳暴晒下的温度要低。有时候天气预报会提到“地表温度”和“体感温度”,如果你经常在户外,那么这两个温度可能比气温更有参考价值。

题目里面说的“热层”是地球大气比较靠外的一层,这里高度很高(一些人造卫星、空间站有时候会经过热层),阳光很强烈,热层的粒子吸收了很多的太阳紫外光,所以温度可以高达上千度,这也是为什么叫做热层。

然而,这个上千度是粒子的温度,不是咱们地面上的气温。热层里面的粒子分布非常稀疏,跟地面附近的空气比起来,热层基本可以说是“真空”,所以人没法感受到热层的热。

其实,假如真有人不带任何防护直接跳进热层中,温度可能不是首要问题,压力才是需要担心的,具体后果可以参考宇航员如果暴露在真空中会发生什么。


乔小海


地球大气层的外缘确实有一部分温度会非常非常高,这一层大气被称为“热层”,或者热成层、热气层或增温层,是地球大气层的一层。它位于中间层之上及散逸层之下【如下图中的Thermosphere所示】。

之所以这层大气的温度会如此之高,是因为太阳辐射会对这部分大气产生电离作用——这部分大气中的氧原子会大量吸收太阳光中的短波辐射。所以这部分大气的温度可能达到2000℃以上。而且,我们熟知的一种现象,“极光”,也是发生在这层大气中的。

但是,必须要强调的是,热量和温度是两回事!

什么是温度?温度其实是分子运动强度的一种衡量,所以热力学里面有一个很重要的等式,那就是气体中单原子分子的平均动能为E=3KT/2,其中T就是温度。

简单来说,一百个相同温度的原子混在一起,温度不会改变。就好像两杯50℃的水混在一起不会变成100℃一样。

而热量就不一样了,热量是一堆气体总的动能,所以跟气体的总量有关。简单说,一立方米气体的热量是两立方米相同温度气体热量的一半。

大气热层虽然温度高,但是因为空气极度稀薄,所以总的热量很低。

要知道,大气层外层的空气是非常稀薄的,这就导致虽然这些空气的运动很激烈,但是总的热量实际上不高。而人本身是有一定的比热容的,也就是说必须要充足的热量才会使人体温度升高,所以靠近人体的那部分大气就算把热量全部传给人体,也没办法让人体温度升高。

所以这么说吧,一杯开水会把你烫伤,一滴开水会把你的手上烫出来一个水泡,而一颗针尖那么大的开水掉到你手上,你可能就什么感觉都没有了。

而人在太空中,会不断向外辐射热量,又得不到外界热量的补充【夏天你不穿衣服都不觉得冷,是因为外界温度跟你身体的温度差不多,所以你的身体不会向外流失太多的热量】,最后自然就会冻死了。


SilentTurbine


为了解地球大气层热层的1000度高温能冻死人的原因,需要知道温度和热量这两个参数究竟是怎么回事。

宏观物体都是由微观粒子构成,而这些粒子会不停地做热运动,从而产生了温度。因此,温度在本质上是被用于表征微观粒子的平均动能,或者说热运动剧烈程度。相比之下,热量在本质上是指能量。

无论粒子数量有多少,只要粒子的运动速度越快,平均动能越大,则温度越高。但即便粒子的温度很高,只要它们的数量很少,它们所具有的总能量其实很小,也就是说热量可以很低。因此,粒子温度越高,不代表所具有的热量越高。

以火炉和开水为例,人的手放在高温的火炉前热一热不会有事,但如果人的手接触开水则马上会被烫伤。这是因为手放到开水中会接触到数量多得多的热粒子,从而导致手接收到大量的热量而被烫伤。

地球的热层位于地表上方大约80至700公里的地方,那里的温度确实很高,最高可达2500摄氏度。这主要是因为热层中的气体分子被太阳辐射电离,导致它们以很高的速度运动,从而产生高温现象。但热层中的气体密度极低,要知道,高于地表100公里以上的地方就被认为是几近真空的太空。因此,物体在热层中所接收到的热量其实很小,这样的环境可以冻死人。

正因为如此,NASA的帕克太阳探测器才能够飞入温度高达上百万度的日冕之中。该探测器最热的部分将只会升高到大约1400度,而不是上百万度。


火星一号


地球的热层又称暖层,在距离地面80-800km的位置上。

温度是个什么概念呢?

温度是来描述粒子热运动的剧烈程度,运动的越剧烈,那么对应的温度就越高。我们知道在距离地面很高的位置上,其大气密度已经极低极低。

在距离地面120km的高空,其大气密度已经很难以传播声音了,我们知道,声音的传播是需要介质的,在距离地面300km的高空,其大气密度已经不及地面空气密度的千亿分之一。

至于在地球热层中,温度为何会这么高,原因是因为太阳的强短波辐射造成的。

波长小于0.175μm的太阳紫外辐射都被热层中的大气粒子吸收了,造成其处于高度的电离状态,原子成为了带电的离子,且高速运动。正因为,这个高速运动,才导致了热层温度如此之高。

当太阳活动剧烈的时候,热层的温度会急剧上升,在距离地面500km的位置上甚至可以达到2000K,差不多1727摄氏度左右。

但又为何感觉到冷呢?

原因上面也提到了,大气密度太低了,千亿分之一的空气密度已经相当于广袤的太空环境了,正如同太空里的环境一样,虽然温度很低很低,足足有零下270摄氏度,但是如果人暴露其中的话,也不会瞬间被冻住,因为,几乎没有介质来传递热量,而在热层中,正是如此。


一枚游戏科幻迷


TMD的标题党!面相太阳一面一千度高温,背向太阳的温度极低,TMD是冻死的么?头条能讲点有意义的东西么?这样下去,头条迟早要完蛋!


寒云48103895


因为温度和热量不能划等号,正如题目中描述所言,地球大气层中的热层(离地高度80到700公里),那里的温度很高,甚至能达到两千多摄氏度,但这并不意味那里的热量很高。所以冻死人也不是没有依据的说法。

我们都知道,温度是微观粒子动能的反应,一大团粒子各自的速率越高,说明温度越高,但同时温度也仅仅是个统计量,如果只针对几个粒子,温度就是失去意义了。而题目的中的热层,实际上在离地表100公里以上,几乎和真空没什么区别了(虽然大气层的定义高度要比这高好多)。

在那里由于太阳的短波辐射,导致微粒运动的很快,所以温度很高。但热量却没有跟的上(准确来说应该是内能,但日常生活中经常把两个搞混了),因为它还与粒子总数量相关。

很显然,在近乎真空的热层区域,粒子的数量很低,可以参考下玻尔兹曼分布律。所以能传递的热量就非常少,于是想让一个物体通过气体粒子来升温,就很慢(除非物体比热容很低),但同样的,你在那会受到强烈的太阳辐射,但这不是题目想要的答案了。

期待您的点评和关注哦!


赛先生科普


生活中违背常理的事情有,但并不多,这些违背常理的事情乍一看一点都不可能,不符合科学逻辑,但,有些事情当你知道真相之后,也许你就会目瞪口呆、恍然大悟了!

比如我们今天说的这个话题,一千度的高温不是把人烫死而是冻死,你信吗?

我们先来看个列子,许多人都有蒸桑拿的习惯,桑拿房的温度可以达到80度的高温你知道吗,但是正常人可以在桑拿房里面呆很长时间都毫发无损,但你却会被80摄氏度的水烫伤,那么问题来了,都是80摄氏度为什么结果会相差那么大呢?

原来我们发现:桑拿房里干蒸的温度虽然是80摄氏度没错,但干蒸的水分子数量远小于一盆80摄氏度热水的水分子数量。

换句话说就是大家都是80摄氏度,但是总能量是不一样的,假设干蒸桑拿房里的水分子数量是1mol(摩尔),一盆热水的水分子数量是100mol,那么总的能量就是水分子数量×每个水分子的平均能量(宏观上体现为温度),那么一盆80摄氏度的热水的总能量就是桑拿房里水分子总能量的100倍,这就是为什么大家都是80摄氏度,而人体却感觉一盆热水更热的原因了!

我们再来说一下这个温度,温度是表示物体冷热程度的一个物理量,从微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度,但是温度却没有要求需要多少微粒。

所以我们可以假设在宇宙真空的环境中,在1立方米的空间内只有一个微粒在运动,那么这个空间内的总能量就是1/2MV,这个时候这个粒子就能够代表这个空间内的温度了,假设这个粒子表现的温度为1000摄氏度,但当这个粒子击打到人体上时,人体不会有任何感觉,因为虽然温度高,但是热度低,热度相当于总能量了。

水分子

了解了这些,我们就可以很好的理解为什么一千度的高温能冻死人了。

在距离地球200公里的热层,那里温度高达1000摄氏度,但是那个环境几乎是真空了,微粒数量非常少,虽说单个粒子的平均能量大,但是热度总能量却是非常低的。人体在这个环境下,是根本吸收不了多少热量的,人体也是无法生存的。

也就是说在那样的环境下,温度高而热度低,所以被冻死也是很正常的!

这是不是看起来更像是一个文字游戏,其实不然,我们一定要明白温度和热度是两个完全不一样的概念。

怎么样?现在如果有人给你说“一千度的高温可以把人冻死”,你相信了吗?

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