03.04 為什麼一千度的高溫能凍死人?

民科尖兵


在離地80公里以上,有個熱層,溫度可以超過1000℃,但由於空氣稀薄,並不是很危險的地方 中間層頂(約85千米)至250km(在太陽寧靜期)或500km左右(太陽活動期)之間的大氣層.

熱層又稱暖層.從熱層底部向上,大氣溫度迅速增加,達到溫度梯度消失時的高度,即為熱層頂.熱層頂高度隨太陽活動變化很大,通常在300~500千米之間.

但是由於空氣太稀薄,每個粒子雖然有很高的溫度,但是能夠導出的熱量微乎其微。溫度從微觀上講是分子運動的劇烈程度,就是說雖然分子運動很劇烈,但是那裡接近真空,所以即便再劇烈也不會傳導到其它物體上。所以對其它物體來說溫度依然很低。


漁耕樵讀


地球的熱層又稱暖層,在距離地面80-800km的位置上。

溫度是個什麼概念呢?

溫度是來描述粒子熱運動的劇烈程度,運動的越劇烈,那麼對應的溫度就越高。我們知道在距離地面很高的位置上,其大氣密度已經極低極低。

在距離地面120km的高空,其大氣密度已經很難以傳播聲音了,我們知道,聲音的傳播是需要介質的,在距離地面300km的高空,其大氣密度已經不及地面空氣密度的千億分之一。

至於在地球熱層中,溫度為何會這麼高,原因是因為太陽的強短波輻射造成的。

波長小於0.175μm的太陽紫外輻射都被熱層中的大氣粒子吸收了,造成其處於高度的電離狀態,原子成為了帶電的離子,且高速運動。正因為,這個高速運動,才導致了熱層溫度如此之高。

當太陽活動劇烈的時候,熱層的溫度會急劇上升,在距離地面500km的位置上甚至可以達到2000K,差不多1727攝氏度左右。

但又為何感覺到冷呢?

原因上面也提到了,大氣密度太低了,千億分之一的空氣密度已經相當於廣袤的太空環境了,正如同太空裡的環境一樣,雖然溫度很低很低,足足有零下270攝氏度,但是如果人暴露其中的話,也不會瞬間被凍住,因為,幾乎沒有介質來傳遞熱量,而在熱層中,正是如此。


科學船塢


如果學過傳熱學,這個問題就不難了。在那麼高的位置對流換熱可以忽略,主要是輻射傳熱。雖然太陽對物體進行輻射看似能升高人體溫度,但是在那樣的離地高度很大一部分面對的是黑暗的宇宙,要對黑暗的宇宙進行輻射傳熱。太陽輻射的那點能量遠遠不能滿足人體自身向宇宙輻射的能量,溫度可能會降到零下一百多也可能兩百多度。如果我們的地球沒有大氣保護,面對太陽那一面溫度可達幾百攝氏度,背對那一面又會降低到零下一百多℃。順便提一下,水具有很高的潛熱,具有保溫的作用,在東北地區的夏天夜晚溫差會很大,而重慶不會,就是因為重慶溼度大。在冬天南方的魔法冷也是由於水蒸氣潛熱造成的。


螞蟻


我們都知道地球上地面附近的溫度較高,越往上空氣溫越冷,然而在地球大氣層中間層的上方卻有一個熱層存在,那裡的氣溫從內向外逐步上升,最高時甚至可達1250℃左右,但是這裡的溫度卻又能凍死人,這是怎麼回事呢?





大氣層中的熱層亦稱熱氣層、熱成層或增溫層,位於中間層之上散逸層之下,其底部最低距地面約85公里,頂部離地面最高約800公里,這裡的空氣受太陽短波輻射而處於高度電離的狀態,我們常說的大氣電離層就位於這一層面,也就是說,這裡的氣態分子吸收了大量的太陽短波輻射能,同時這一層頂端的氣態分子也受到地球磁場的影響,這都使得其電子的能量增加,所以溫度較高,最高可達到1250℃以上。極光現象就發生在熱層中,在地球高緯度地區的大氣層頂端,太陽風中因磁場而被加速的電子會順勢流入熱層,與這裡的大氣分子撞擊而發生電離現象,當氣態分子不斷的被電離和還原的時候就會產生髮光現象,這就是極光產生的原因了。



在1000℃的高溫之下大部分金屬都會被融化,比如銀的熔點為961℃,鋁的熔點為660℃,鋅的熔點為420℃,鋰的熔點只有180℃,1200多攝氏度的高溫,就連金和銅都會被融化,一些鑄鐵的熔點也只在1200攝氏度左右,那麼既然大氣層中熱層的溫度如此之高,我們人類發射的各種航天器以及載人飛船等,又如何能突破這一層面進入太空呢?

其實我們不能用地球上表面大氣層中的溫度來衡量地球熱層的溫度,因為大氣層底部的氣態分子非常的濃密,也就是說氣體密度非常大,但是在大氣層的熱層,氣體的密度就非常稀薄了,所以雖然這裡的溫度很高,但是卻並不可怕,如果有人在那個層面中呆上一會兒會覺得非常寒冷,體表感覺會是零下近百攝氏度的低溫,沒有體溫保護措施的話時間長了還會被凍死的。



所以地球大氣層中的熱層雖然溫度很高,但是由於氣態分子非常稀薄,其攜帶的能量也並不多,不足以將進入這一層面的物體的形態改變,所以各種航天器和載人飛船等經過這一層面的時候就不會發生什麼影響了。

其實太陽也有著類似地球大氣層熱層的這樣一個層面,太陽表面的溫度約5600℃,但是在距離太陽表面1-500萬公里以上的高空,溫度卻增加到1-100萬攝氏度,兩個月前美國人發射的帕克太陽探測器將到距離太陽620萬公里左右的區域去探測太陽風活動,那裡的溫度也會有幾十萬攝氏度,但是探測器靠向太陽一面的溫度卻只會達到1100℃左右,這也一樣是由於那裡的氣態分子太稀薄了。



科普大世界


因為溫度和熱量不能劃等號,正如題目中描述所言,地球大氣層中的熱層(離地高度80到700公里),那裡的溫度很高,甚至能達到兩千多攝氏度,但這並不意味那裡的熱量很高。所以凍死人也不是沒有依據的說法。

我們都知道,溫度是微觀粒子動能的反應,一大團粒子各自的速率越高,說明溫度越高,但同時溫度也僅僅是個統計量,如果只針對幾個粒子,溫度就是失去意義了。而題目的中的熱層,實際上在離地表100公里以上,幾乎和真空沒什麼區別了(雖然大氣層的定義高度要比這高好多)。

在那裡由於太陽的短波輻射,導致微粒運動的很快,所以溫度很高。但熱量卻沒有跟的上(準確來說應該是內能,但日常生活中經常把兩個搞混了),因為它還與粒子總數量相關。

很顯然,在近乎真空的熱層區域,粒子的數量很低,可以參考下玻爾茲曼分佈律。所以能傳遞的熱量就非常少,於是想讓一個物體通過氣體粒子來升溫,就很慢(除非物體比熱容很低),但同樣的,你在那會受到強烈的太陽輻射,但這不是題目想要的答案了。

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賽先生科普


這個問題應該說清楚,不然容易誤導人。溫度,科學的定義不說了,怕被噴成鍵盤黨,是物體分子的活躍狀態。這個物體,是指確實存在的物質,不包括真空。所以太空沒有溫度。宇航員太空行走為什麼向陽面能達到1000度,這是因為太陽輻射產生熱。我們都在被太陽照,為什麼沒有1000度,一方面大氣格擋了一大部分能量,另一方面,周圍的空氣及時把身上的熱量帶走,這就是為什麼地球上的向陽面總是比空氣熱,但有沒有過熱的原因。但是放到太空去,周圍是真空,沒有大氣的格擋,又沒有空氣的導熱,宇航服會一直產生輻射熱,產生的輻射熱又以輻射熱的方式向外發散,當太陽輻射與宇航服輻射達到平衡時,就是宇航服的溫度,由於輻射方式傳熱是所有熱導方式中效率最低的,是極低,所以高溫產生了,我手頭沒有文獻,理論上1000度是有可能的。接下來樓主就錯了。轉身時,由於沒有太陽照射,“溫度會急劇下降,導致凍死”,既然溫度升高是由於宇航服缺少散熱媒介導致的(輻射發散短期內可以忽略不計),轉身時,同樣也不會有媒介把熱傳導出去,除了那效率極低的輻射,溫度會一直保持,並會以極慢的速度下降,你相當於被裝在一個巨大無邊的暖水瓶裡,所以被凍死是不可能的。只有你被其他的天體或航空器遮擋了,並且時間足夠長,或者你的宇航服貼在飛船的背面,熱量被同樣極冷的航空器以接觸傳導的方式快速吸走,才會導致凍死,但宇航服既然能保護你不被燒死,同樣也能保證你不被凍死。以上是有宇航服的狀態,如果樓主假設的是無宇航服狀態,那麼告訴你,你是爆炸死的,不是凍死的,具體原因與本文無關。


叮叮東334


熱層不熱是大自然中一種奇異現象,主要是指在大氣層的熱層部分,溫度可以達到1000~2000度,但卻感到很寒冷的現象。

大氣層熱層是指地表85公里以上到800公里之間的一個層次,太陽輻射經過那裡,會被那裡的空氣分子吸收掉全部的紫外線輻射,因此那裡的粒子升溫很快,溫度可以達到2000度以上。

那裡空氣十分稀薄,且氣壓很低,如不穿宇航服,沒有被冷死前,就會被憋死了。人們說那裡會凍死人,誰也沒試過,只不過是一個理論值和思想實驗罷了。

但那裡確確實實會凍死人。衛星資料顯示,在650公里的高空,雖然那裡的氣溫超過2000度,但衛星表面溫度在太陽直射時只有33攝氏度,一到達地球的陰影區,就會迅速下降到-86攝氏度,那肯定是會凍死人的。

為什麼會出現這種奇異的現象呢?這得從溫度與熱量的不同來解釋。

溫度是粒子運動的結果,粒子運動速度越快,溫度就越高;而熱量卻要看粒子的多少,運動的粒子濃度越大越密集,所產生的熱量就越大。因此溫度與粒子數量無關,但熱量就與粒子的數量密度關係就密切了。

因此物質的密度越大,熱量的總量就會越大。比如人們烤火,火有幾百度,離得很近也不會覺得很燙人,但如果把手伸到開水中,卻很快被燙傷。這就是水的密度比空氣大很多的緣故,密度大的物質熱量就更大。

人們感覺熱和冷,主要是熱量的感受,而不是溫度的感受。

大氣層熱層的空氣已經異常稀薄,到了120公里以上連聲波都無法傳送了,到了300公里的高空,空氣只有地面的千億分之一了,再往上就更稀薄了。

這樣雖然太陽紫外線輻射都被這裡的粒子所吸收,單個粒子的溫度很高了,但熱容量總量卻非常小,升高1攝氏度的能量需求,還不到海平面的億分之一。

那裡的溫度達到2000多度,看起來很嚇人,可以鍊鋼鍊鐵了,但那裡的空氣分子太稀薄了,別說鍊鋼鍊鐵,連高速運行的衛星都很難撞到。

有人測算過衛星運行在熱層撞擊溫度很高的空氣分子,每平方釐米所得到的熱量,要把1克水溫度升高1度,需要28個小時。

這就是在熱層雖然高溫,卻會凍死人的原因所在。

不信誰去試試,能活著回來就給5毛錢大獎,哈哈~

時空通訊觀點,歡迎點評討論。


時空通訊


1000攝氏度的高溫凍死人?看起來好像是違反了生活常識和物理定律,但仔細一想卻又非常合理!我們生活中確實存在類似“反常識”的現象。

比如桑拿房裡的溫度可以達到80攝氏度,但你卻會被80攝氏度的水燙傷,大家都是80攝氏度為什麼結果會相差那麼大?原來我們發現:桑拿房裡幹蒸的溫度雖然是80攝氏度沒錯,但幹蒸的水分子數量遠小於一盆80攝氏度熱水的水分子數量。換句話說就是大家都是80攝氏度,但是總能量是不一樣的,假設幹蒸桑拿房裡的水分子數量是1摩爾,一盆熱水的水分子數量是100摩爾,那麼總的能量就是水分子數量×每個水分子的平均能量(宏觀上體現為溫度),那麼一盆80攝氏度的熱水的總能量就是桑拿房裡水分子總能量的100倍,這就是為什麼大家都是80攝氏度,而人體卻感覺一盆熱水更熱的原因了!

溫度的科學定義就是微粒運動的劇烈程度,但溫度卻沒有要求需要多少微粒。那麼假設在宇宙真空的環境中,在1立方米的空間內只有一個微粒在運動,那麼這個空間內的總能量就是1/2MV²,這個時候這個粒子就能夠代表這個空間內的溫度了,假設這個粒子表現的溫度為1000攝氏度,但當這個粒子擊打到人體上時,人體不會有任何感覺,因為雖然溫度高,但是熱度低,熱度相當於總能量了。

所以我們也可以很好地理解,在距離地球200公里的熱層,雖然溫度高達1000攝氏度,但卻能凍死人!因為這個環境下幾乎是真空了,微粒數量非常少,雖說單個粒子的平均能量大,但是熱度總能量確是非常低的。人體在這個環境下,根本吸收不了多少熱量,溫度高熱度低,被凍死也是很正常的!這雖然很像文字遊戲,但各位科學愛好者一定要明白溫度和熱度是兩個完全不一樣的概念。


科學薛定諤的貓


按照我們平時的常識,如果溫度越高,那麼我們就會感覺越熱。特別是上到1000℃的時候,基本能把人硬生生“烤熟”。

但是為什麼網上有些人會說“1000攝℃的的高溫能凍死人”呢?這明明違反了我們已知的生活常識和物理定律,或者牛頓看到了都能給氣活……

其實,這未必是謠言哦~

首先,我們先來了解下溫度的本質

舉個簡單的例子:
比如平時我們燒開水,如果我們只是把手放到火焰前,只是快速熱一熱是不會有事的。但是如果是碰了一下高溫的開水,我們卻會立即被燙傷。

明明溫度相近,兩者卻有不同的效果,這是為什麼呢?這就涉及到一個物理概念:

溫度,是由微觀粒子的運動劇烈程度決定的。(熱傳導的介質)

其實所有宏觀的物體,都是由微觀粒子構成的。正是因為這些微觀粒子,不停地做熱運動,才會產生溫度。

而上面燒開水的例子中,之所以明明溫度相近,兩者卻有不同的效果。就是因為空氣和水中的微觀粒子數量不同。

同樣溫度下,開水中的熱粒子會比空氣中的多得多,這也是為什麼人在80~85℃的幹蒸桑拿房裡焗著都沒什麼事,但是人接觸80℃以上的開水,就會被立即燙傷的根本原因。

而說回到題目:如果熱到1000℃,人反而會被「凍死」呢?

其實這是建議在一個條件之上的:即在地球大氣層熱層內。

上面我們也說到,人對溫度的感受如何,主要取決於環境中的熱粒子的多少。

而在地球大氣層熱層(大約在離地表85公里以上的高空),溫度可不僅可以去到1000℃,最高還能達到2500℃。

但是地球大氣層熱層,氣體密度極低。按照科學定義,大約離地表100公里以上的高空,就可以認為是接近真空的了。

而在這些氣體密度極低的近真空環境中,其實熱粒子是很少很少的。也就是說,物體在地球大氣層熱層中,能接收到的熱量會很小,不像地球上有著大量的空氣進行熱傳導。

所以如果人在1000℃以上的地球大氣層熱層時,不考慮窒息的問題,不僅不會被熱死,反而會被宇宙中接近零度的超低溫低,凍成一個大冰棒,活生生給凍死。

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科學概論


一般人第一次聽到一千度還能夠凍死人,肯定會覺得不可思議,甚至是感覺荒謬。



其實,一千度真的可以凍死人!在距離地面約800公里的地球熱層,這裡的氣體溫度就高達一千度,但是如果有人待在這個地方,照樣凍成冰塊。為什麼會有這麼神奇的現象呢?



首先我們需要明白一個問題,就是溫度和熱量的關係。物理學中有個關係式:

Q=CmT=CpVT

Q是熱量,C是空氣分子的比熱(常數),m是質量,T是溫度,p是物質的密度,V是體積。

也就是說,物質所具有的熱量和其質量以及溫度呈正比。地球熱層中,雖然溫度為1000℃,比較高。但是由於空氣實在太稀薄,幾乎近似於真空,所以密度p極小,故而pT相乘幾乎為0。也就是說,熱層單位體積內熱量幾乎為0,人在這麼低的熱量環境中肯定要凍成冰。



簡而言之就是溫度不等於熱量,溫度高不等於熱量高。


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