El paso a paso o código que encontrarás en este artículo es la resolución más eficiente y efectiva que hallamos a tu duda o dilema.
Solución:
Intercambias calor con los objetos que te rodean.
Si los objetos que te rodean están más calientes que tú, te calentarás.
Si los objetos a tu alrededor son más fríos que tú (descuidando el calor que estás generando debido a los procesos metabólicos), te enfriarás.
En el espacio, los objetos que te rodean (principalmente el medio interestelar) son más fríos que tú, por lo que irradias más calor lejos de ti hacia ellos de lo que irradian hacia ti.
Si fueras arrojado al espacio, pero muy cerca de una estrella, podrías recibir más calor de la estrella más del que podrías irradiar al espacio, y te calentarías en lugar de enfriarte.
Pero lo que me molesta es que las cosas en el Universo, eventualmente se enfrían, y ¿cómo es eso posible, cuando no hay otras cosas alrededor, a las cuales las moléculas transfieren su calor?
Hay tres mecanismos principales de transferencia de calor.
conducción es la transferencia por contacto directo entre dos cuerpos, oa través de un cuerpo con un gradiente de temperatura a través de él.
convección es la transferencia por el flujo de un fluido (líquido o gas).
radiación es la transferencia por intercambio de radiación electromagnética.
La transferencia de calor por radiación no requiere ningún contacto físico entre dos cuerpos o cualquier medio material que rodee un cuerpo. La radiación es el principal mecanismo de transferencia de calor de un cuerpo que flota en el espacio.
Todo lo que no sea 0 Kelvin irradia energía electromagnética. En vacío, esta es la única forma relevante de transferencia de calor. Cuanto más caliente estás, más energía irradias (creo que aquí se da la ecuación relevante).
La cuestión de si se enfría o se calienta en el espacio depende de si absorbe más radiación electromagnética de la que emite. Entonces, por ejemplo, si está orbitando la Tierra a plena luz del sol, en realidad puede calentarse, porque hay mucha energía electromagnética proveniente del sol (gran parte de ella como luz visible).
Pero si estás en la sombra de la Tierra, la cantidad de energía que proviene del lado nocturno de la Tierra y la dirección general del espacio exterior es muy baja en comparación con la cantidad de energía que irradias a 37ºC, así que te refrescas y eventualmente congelar.
Si tiene calor, tiene un movimiento “aleatorio” de diferentes moléculas en su material.
Cuando interactúan dos moléculas diferentes con diferentes vectores de velocidad, a veces emiten un fotón que se lleva parte de su energía.
Esto da como resultado la reducción de la energía cinética relativa de las dos moléculas (debido a la conservación de la energía).
Esta energía cinética relativa promedio distribuida de manera bastante aleatoria sobre la sustancia es lo que llamamos “calor”. Los fotones que se irradian y no se vuelven a capturar (al chocar con otras moléculas del cuerpo) transportan energía fuera del cuerpo.
Una aproximación decente de la cantidad y el espectro de los fotones emitidos se conoce como “curva de radiación del cuerpo negro” para una temperatura determinada. Aquí, el negro se refiere a “no tiene un espectro de emisiones / absorción inusual fuerte”; por ejemplo, el gas hidrógeno tiene líneas en su espectro causadas por la distancia entre el estado de energía más bajo y el segundo más bajo de las órbitas de electrones alrededor del núcleo.
En el medio interplanetario local, hay una gran fuente de calor caliente a 1 UA de distancia (el sol), algunas fuentes de calor cálidas cercanas (la Tierra y la Luna), algunas pequeñas fuentes de calor lejanas (planetas y otras estrellas), un nivel bajo medio interplanetario de densidad media que suele ser bastante caliente (pero de masa tan baja que realmente no importa), y la radiación cósmica de fondo de microondas.
El CMB ronda los 3K y se acerca bastante a un cuerpo negro. Entonces, si está más caliente que 3K, emitirá más fotones de energía más alta de los que emitirá hacia usted.
Sus interacciones con el IPM serán mínimas y no cambiarán mucho.
Si está cerca de la Tierra, se calentará unos pocos grados por encima de 0 C intercambiando fotones con ella (en un lado), mientras que no obtendrá nada en el otro.
Si estás bajo la luz del sol, te arrojará fotones. El calor es un problema mayor que el frío a menudo debido al Sol en el espacio; Hacemos las cosas reflectantes o blancas para reducir la cantidad de calor que recibimos del sol.
Ahora hay otros efectos en el espacio. Cuando el aire pierde presión, se enfría y el agua se sublima. Entonces, si tuviera una habitación a 20 ° C y 1 atm y bajó su presión a cero, podría ver que se forma agua en las superficies (aire más frío y menos denso que hace que el agua se condense), entonces, a medida que la temperatura continúa bajando, el agua podría congelarse.
Los seres humanos emiten gases y fluidos cuando se exponen al espacio, ya que nuestra carne no está diseñada para soportar un gradiente de 1 atm. Los líquidos hervirán (por falta de presión) y se enfriarán, y eso podría resultar en una congelación localizada; el cambio de fase de líquido a gas absorbe una gran cantidad de julios y, en el gran esquema, 37 ° C no está lejos de 0 ° C.
En la Tierra, la mayor parte de la transferencia de calor proviene del contacto. Interactúas mucho más con cosas que te “tocan” que con cosas lejanas. Esa interacción hace que se emitan fotones; si lo que estás “tocando” está más caliente que tú, los fotones de sus interacciones internas y las interacciones entre objetos serán de mayor energía que las que estás emitiendo a su vez. Y, cuando las “otras” moléculas de alta velocidad promedian la velocidad con sus moléculas más lentas, aumentarán directamente en velocidad (incluso cuando emitan fotones).
Entre los dos, se calentará si el medio en contacto está más caliente, o se enfriará si el medio en cuestión está más frío.
Luego, el medio con el que está interactuando, si es un gas o un líquido, cambiará su densidad al calentarse / enfriarse. Esto hace que se agite de tal manera que la sustancia con una temperatura “más típica” vuelva a entrar en contacto con usted. Este proceso de convección significa que está interactuando rápidamente no solo con la materia que está inmediatamente en contacto con usted, sino con la materia que a su vez está intercambiando posiciones con ella.
La única materia “en contacto” en el espacio es el medio interplanetario / interestelar, y su densidad es tan baja que la tasa de transferencia de calor es minúscula en comparación con la radiación procedente de la mayoría de los cuerpos macroscópicos.
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