Cum se măsoară temperatura soarelui și a stelelor

Cum se măsoară temperatura Soarelui și a stelelor?

O sarcină interesantă și bucătăria de fier

Oricine poate înțelege câtă căldură radiază soarele

Toată lumea a experimentat deja că, dacă expunem multă apă Soarelui vara, apa se va încălzi. Dacă punem o oală cu apă lângă bucătărie, se va încălzi și ea.
Cât de repede încălzește soarele de vară apa? Aceasta este o figură foarte importantă pentru știință și măsoară constant intensitatea radiației solare.
Să presupunem că expunem apa la cele mai strălucitoare raze ale soarelui de vară într-un recipient din tablă neagră (următoarea figură). Se presupune că aerul nu absoarbe nimic din căldura soarelui, iar această căldură este utilizată în întregime pentru a încălzi apa. În acest caz

Soarele radiază la fel de multă căldură perpendiculară pe 1 m 2 din suprafața pământului, cu cât 1 litru de apă crește temperatura cu 20 ° C pe minut, pe scurt: 20 kg de calorii pe minut pe 1 m 2.

Deci, măsurați câtă căldură radiază soarele

Ce s-ar întâmpla dacă am aduce acea suprafață de 1 m 2 din ce în ce mai aproape de Soare?
Cu cât ne apropiem de Soare, cu atât va cădea mai cald pe acea suprafață de 1 m 2, - Cu atât ar fi mai cald dacă am putea așeza acea suprafață de 1 m 2 pe suprafața Soarelui.!

Asteriscurile sunt calculate ca fiind o sferă trasată de o rază a pământului. suprafața sa este de 50.000 de ori mai mare decât suprafața Soarelui. Câte vaci fierbinți aici pe Pământ acoperă o suprafață de 50.000 m 2, este radiată de o suprafață de 1 m 2 pe Soare. La final, 1 m 2 din suprafața Soarelui radiază de 50.000 de ori mai multă căldură decât cantitatea de căldură de pe Pământ perpendicular pe 1 m 2.
Prin urmare, 1 m 2 din suprafața Soarelui este de 50.000 pe minut. 20 de kilograme de calorii = 1 milion de kilograme de calorii (бbra).

Fiecare m 2 din suprafața Soarelui este de aprox. Radiază o capacitate de lucru de 100.000 de louvre. - Acest lucru ar putea fi calculat din observarea încălzirii apei expuse la soare

A fost un calcul frumos! Tot ce trebuia să facem era să măsurăm încălzirea apei la soare. atunci a fost necesar să întrebăm de pe asteriscuri de câte ori suprafața Soarelui este mai mică decât suprafața sferei trasate în jurul Soarelui pe care s-a făcut măsurarea.
O vacă solară este o cabină care radiază 1 milion de kilograme de apă dintr-o suprafață de 1 m 2 de suprafață cu 1 ° C în 1 minut.

Când placa noastră de fier ar radia căldură ca soarele?

Adună în colibă. Măsurați ocazional câte grade s-a încălzit suprafața. Dar, în același timp, măsurați și cât de multă căldură radiază bucătăria.
Măsurarea căldurii radiante este ușoară: așezați apa într-un recipient adecvat în imediata apropiere a părții laterale a bucătăriei și măsurați-o cu un termometru, lăsând apa să se încălzească până la câteva grade în 1 minut.
Să presupunem că suprafața aragazului de fier este la fel de fierbinte ca plita atunci când gătim pe ea. În acest caz, plita nu strălucește roșu, ci doar fierbinte. Dacă măsurăm temperatura cu un termometru adecvat, vom găsi că este în jur de 300 ° C.
Exprimați 300 ° C în grade absolute. Acest lucru se face adăugând 273 de grade. 300 ° C + 273 ° = 573 °. Pentru a face mai ușor de numărat, să avem aproximativ 600 de grade absolute.

Să facem a 600 grade absolute de temperatură lângă vasul de apă și observați că apa se încălzește cu câteva grade în 1 minut.
Am vedea că fiecare metru pătrat al acestui perete cub de 600 de grade, totuși incandescent, radiază suficientă căldură pentru a încălzi 1 litru de apă la 100 de grade pe minut, sau 100 de kilograme de calibru (бbra).

Din încălzirea apei păstrate aproape de suprafața plitei, putem afla cât de multă căldură radiază butucul. - În același mod, putem măsura de câte ori radiază mai mult dacă suprafața sa este de două ori mai mare.

Йs cât radiază aceeași suprafață a Soarelui?
Un milion de kilograme de calorii. Un milion din 100 este de 10.000 de ori mai mare.
Aici am aflat că 1 m 2 din suprafața Soarelui radiază de 10.000 de ori mai multă căldură decât 1 m 2 dintr-o bucătărie de 600 de grade. .
Coliba ar trebui încălzită în continuare până când suprafața de 1 m radiază la fel de multă căldură ca Soarele. Dacă se realizează acest lucru, temperatura bucătăriei va fi la fel de mare ca Soarele.

De două ori mai multe radiatoare radiază mai multă căldură, de trei ori mai fierbinte?

Așa este, hai să tragem mai puternic în bucătărie, să lăsăm temperatura să crească. Temperatura arată o temperatură în creștere: 700. 800. ... 1000 grade absolute. Acum bucătăria începe să strălucească întuneric.
Să tragem în continuare. 1200 grade absolute. doar de două ori mai mult decât 600 de grade.
La 1200 de grade absolute, aragazul luminează deja de un roșu aprins, dar fierul de călcat încă extinde această temperatură.
Acum, să punem apa lângă ea și să măsurăm cât de multă căldură radiantă de două ori mai înaltă temperatură?

Cercetătorii au procedat la fel, măsurând căldura radiantă. Rezultatul a fost că aragazul de 2 ori mai ridicat nu a radiat de 2 ori mai multă căldură, ci 2 . 2 . 2 . 2 = de 16 ori mai mult!
Deci, atâta timp cât bucătăria de 600 de grade radiază 100 de kilograme de calorii pe minut și pe metru pătrat, bucătăria de 1200 de grade radiază 100 . 16 = 1600 kg de calorii radiază căldură (бbra).
Conducta de temperatură de 3 ori mai mare (sau alt corp) este de 3 . 3 . 3 . 3 = ar radia de 81 de ori mai multă căldură!
Dacă temperatura bucătăriei noastre de 600 de grade ar fi de trei ori mai mare, această bucătărie de 1800 de grade ar radia de 81 de ori mai multă căldură. Acest caz nu a putut fi realizat cu placa de fier, deoarece fierul s-ar topi mai întâi.
Sebaj! Nu este necesar acest lucru, deoarece am găsit regula, legea, pe baza căreia putem calcula modul în care aragazul radiază la temperaturi mai ridicate.

Înțelegem scopul!

Conform măsurătorilor noastre, suprafața Soarelui radiază de 10.000 de ori mai mult decât o placă de temperatură de 600 de grade. De câte ori ar trebui încălzit un încălzitor la o temperatură mai mare pentru a radia de 10.000 de ori mai mult?
Pe baza regulii cunoscute anterior, este ușor de ghicit că temperatura trebuie să fie de 10 ori mai mare decât temperatura, deoarece atunci 10 . 10 . 10 . 10 = 10.000 de ori mai multă radiație.
Să ne încălzim bucătăria de 600 de grade la o temperatură de 10 ori mai mare, atunci temperatura bucătăriei este de 6000 de grade absolute.
Cat radiaza bucataria? De 10.000 de ori mai mult de 600 de grade. Dar bucătăria de 600 de grade a radiat 100 de calorii. Prin urmare, temperatura este de 6.000 de grade absolute . 100 = 1 milion de kilograme de calorii pe minut și pe metru pătrat. La fel de mult ca Soarele.!
Deoarece temperatura suprafeței bucătăriei noastre este de 6000 grade absolute, temperatura suprafeței Soarelui la fel de radiant este de 6000 grade absolute.
Aici, am aflat temperatura suprafeței Soarelui pe baza măsurătorilor care pot fi ușor efectuate pe Pământ. În plus, nu a fost necesar să se încălzească cabina la 6000 de grade, a fost necesar doar să se afirme că corpul, care este de două ori mai mare decât de trei ori mai radiant, radiază de câteva ori mai multă căldură.
Și, desigur, am presupus că suprafața Soarelui radiază ca suprafața unei sobe de fier.

Ce temperatură sunt celelalte zile stele?

Cu metoda anterioară putem calcula doar temperatura suprafeței stelelor a căror cantitate din radiația de intrare poate fi măsurată, de unde magnitudinea suprafeței care poate fi măsurată. Temperatura celorlalte stele este determinată pe baza unui alt fel de lege, imaginea color a stelei.
Rezultatele măsurătorilor arată că există stele mai mari decât Soarele nostru, dar există și stele cu temperatură de suprafață mai mică. Diferențele nu sunt prea mari.
Temperatura suprafeței stelelor măsurate până acum este cuprinsă între 3000 și 25000 de grade.
Subliniem că prin măsurători putem măsura întotdeauna doar temperatura suprafeței stelelor. Concluzionăm din calculele teoretice ale temperaturii multimilionare în interiorul stelelor. De exemplu, temperatura din mijlocul soarelui este estimată la 15-20 milioane de grade Celsius, iar temperatura suprafeței Soarelui este de numai 6000 de grade.