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地球如何散热?

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online_member 发表于 2023-1-13 08:03:19 | 显示全部楼层 |阅读模式
每天太阳光等宇宙射线对地球都有辐射,且地球上大量的煤炭,石油,天然气等化石燃料的燃烧,必然会产生大量的热?那么为什么到目前为止地球的平均气温上升的仍然不明显呢?导热(或者是散热)需要介质的存在,那么外太空是一个真空的存在也没有空气等介质,所以我认为是不存在向外太空辐射热量的。
online_member 发表于 2023-1-13 08:03:47 | 显示全部楼层
火山的喷发、温泉的涌出是地球内热向外散发的表现。然而通过这种途径散发的热量很小,还不到地球每年散热量的1%。地球内热通过岩石向外传导是内热散发的主要方式,称为大地热流或热流(heat flow)。它不能为人们所感觉,但用仪器可以测定。根据全球5417个热流测量数据,平均每平方厘米地面上每秒钟约散热1.47HFU (1HFU=41.87mW/m2),称为平均热流值。按这一平均值计算, 全球每年的热流量为8.6X10的23次方J,它相当于燃烧4X 10的10次方吨煤所放出的热量。
online_member 发表于 2023-1-13 08:04:47 | 显示全部楼层
按教科书,散热有三种方式:传导,对流,辐射。传导要有介质直接接触,对流要是流体(液体或者气体),但是辐射偏偏例外——它可以不依赖于任何介质,在真空中也可以达成
辐射传热最简单的例子就是太阳光了:在太阳和地球之间是几乎空无一物的真空,你以为太阳的热量是怎么到达地球的?就是依靠辐射。
关于化石能源燃烧导致的地球升温不明显,可以从两个角度来理解,我不是具体做这方面的,这两个因素哪个更重要可能需要很细节的计算。
第一是
斯特藩-玻尔兹曼定律,这个定律是说,黑体辐射(地球不是严格的黑体,但是用黑体来近似还凑合)在单位表面积、单位时间内辐射出的能量(称为辐射通量),是和温度的四次方成正比的,也就是说,假设地球温度上升一点点,辐射通量就要增加很多,这样地球好不容易升起来的温度,就会通过黑体辐射散失走了。
第二,地球不是完美的黑体,因为地球内部有着大量的热运动,实际上是远离热平衡状态的。化石能源在增加地球大气温度的同时,也加剧了光合作用,光合作用把能量从热能的形式(微观粒子的无规运动)变成化学能(储存于碳水化合物的分子键中);海水升温,蒸腾作用加剧,水从液体变成气体要吸收热量储存于
潜热 中;还有地质上的
造山运动 ,也能消耗能量(当然总效果是消耗能量还是释放能量不好说,因为这个能量的主要来源不是化石能源 or 太阳能,而是地球内部核素放射性衰变带来的能量);……总之,燃烧化石能源带来的热量,虽然在人类或者生物圈来看,也许挺大,但是对于地球整体而言,升温的效果微乎其微。更何况,今天的化石能源,就是固化在植物体内的古代的太阳能,从哪儿来到哪儿去。
全球变暖只是区区人类所害怕的东西而已,在地球的历史上,比这一两度的升温还恐怖的温度升高发生过很多次了,压根不算什么
online_member 发表于 2023-1-13 08:05:40 | 显示全部楼层
辐射不需要介质,想想太阳的能量怎么传递到地球的。
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