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随着人类科技的发展 , 人们不再满足于将拓展的脚步局限于地球上的海陆空 , 进而向太空这一片未知广袤的领域进行探索 。
从一开始的各类无人探测器到后来的载人火箭飞船 , 人类航天事业的崛起促进了人们对于宇宙的认知和研究 , 了解到如此广袤的宇宙之中 , 弥漫着辐射磁场 , 以某种奇妙规律运行的数不清的天体和星云尘埃 。
而宇宙空间则以真空为主 , 没有氧气 , 也没有引力;且温度极其寒冷 , 通常为零下270摄氏度左右 。 这样的环境完全不适宜人类的生存 。 如果人类在没有任何防护措施的情况下进入太空 , 会因极度缺氧导致神志不清 , 同时血液失压沸腾 , 完全失去行动能力 , 即刻暴毙而亡 。
而且在脱离地球大气层的保护之后 , 人体还会遭到各类宇宙射线和辐射的袭击 , 对人体造成毁灭性打击 。 但是这些困难是阻挡不了人类亲自探索太空的脚步 。
为了应对太空的恶劣环境 , 航天科学家发明出了特制的防护宇航服 , 以保护宇航员不受太空射线的侵袭 , 同时为宇航员提供氧气 , 维持温度 。 但是宇航服远远不能够满足人类探索太空的需求 。 穿上宇航服之后 , 虽然人身安危得到了保障 , 但是因为太空之中没有重力 , 宇航员行动会变得极其困难 , 导致很多太空科研项目都难以进行 。
为了使宇航员能够更方便快捷且更长时间地在太空环境之中进行科学实验 , 人们又设计了空间站这一为宇航员提供工作研究和生活的大型载人航天器 。 空间站采用封闭式设计来保证空间站内部环境的稳定 , 拥有强大的水气循环系统和温度控制系统以及供氧系统 。
值得注意的是 , 在太空零下270℃左右的寒冷环境里 , 空间站不但没有担心低温问题 , 还需要源源不断地向外“散热” , 真是令人匪夷所思 , 这是怎么一回事呢?
分子热运动首先 , 要了解冷与热这两个概念 , 我们就要先知道温度最本质的分子热运动是怎么一回事 。
要知道 , 物体其实都是由分子、原子、离子构成 。 在微观世界里 , 这些分子其实时刻都在产生无规则的运动和扩散 , 譬如将一块金片和一块铅片贴在一起 , 在五年后会发现金片和铅片相互渗透一毫米 。
分子热运动就基于分子的扩散现象而产生 , 温度的冷热与分子热运动也离不开干系 , 温度越高 , 分子运动越剧烈 , 反之温度越低 , 分子运动越微弱 。
且分子热运动可以在固体液体和气体间任意进行 , 从分子的间隙来看 , 气体>液体>固体 。 因此 , 气体相比固体更容易产生分子热运动 , 温度也就越高 。
而水的三种形态也是印证分子热运动的显著例子 , 水蒸气的温度最高 , 液体其次 , 而固体的水则为冰 , 直观感受上最冷 。 所以 , 温度也体现了物体分子间的动能 , 因此温度离不开物质的传播 , 没有物质就不存在温度 。
地球温度和太空温度造成差异的原因要知道 , 地球的温度来源于太阳这颗熊熊燃烧的火炉 。 而地球本身就是一团巨大的物质 , 基于此 , 在受到太阳辐射和热传导、热对流的影响下 , 地球上时时刻刻都在发生形形色色的分子运动 , 因此也就会产生各种各样的温度 。
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