Есть такое мнение, что температура земного твёрдого тела на Луне, привнесённая туда сами знаете кем в виде фотоаппарата, например, не выносит никакой критики в контесте её наличия и изменения. Попробую физику сего явления объяснить чайником на Земле, ибо процесс по сути одинаковый в контексте статьи.
На одном из антилунных каналов произошла критика лунного канала по поводу температуры соответствующего фотоаппарата на Луне, кто есть кто поймёте сами, привожу цитату оппонента только с одной стороны:
"Вот и в этот раз не мудрствуя лукаво автор канала выпуливает откровенную ересь про то, что тяжёлый стальной фотоаппарат "Хассельблад" не может нагреться на Луне, то есть в вакууме, без отвода тепла более холодной атмосферой, до 100 градусов по Цельсию.
...........................
Откровенный детский лепет о том, что стальной массивный фотоаппарат не сможет нагреться под прямыми солнечными лучами на Луне до 100 градусов смешон.
............................
Ещё раз для особо одарённых верующих в полёты на Луну повторяем, что в реальности, а не в ваших фантазиях, Солнце в открытом космосе из-за отсутствия охлаждения нагревает предметы, стальные тем более, до 100-130 градусов примерно. Перестаньте молоть откровенную псевдонаучную ересь.
О каких 30 градусах идёт речь, если даже на Земле машины нагреваются даже крашеные в металлик градусов до 60-70, а чёрные чуть сильнее?
На Земле металл охлаждает воздух, а на Луне раскаляющийся на солнце массивный фотоаппарат не охлаждает ничего.
Если на Луну отправить легковушку и поставить на капот фотоаппарат, то и фотоаппарат и машина нагреются как минимум градусов до 100, если не больше.
В общем, кроме откровенного отрицания реальности у верующих в полёты на Луну не осталось ничего из аргументов в поддержку их мифа о полётах на Луну."
Источник -
Итак, попробуем разобраться.
Что ж такое температура твёрдого тела на Луне и при чём тут чайник на Земле?
Что такое вообще твёрдое тело? Независимо от местонахождения в пределах Солнечной системы и далее везде. Луна, Земля, Плутон, не важно.
Твёрдое те́ло — одно из четырёх основных агрегатных состояний вещества, отличающееся от других агрегатных состояний (жидкости, газов, плазмы) стабильностью формы и характером теплового движения атомов, совершающих малые колебания около положений равновесия[1].
Условно структуру твёрдого тела можно представить так.
Модель расположения атомов в кристалле твёрдого тела.
Углубляться не будем. Кристаллическое, аморфное, то сё. Не важно. Суть в том, что у твёрдого тела есть некая упорядоченная структура атомов. Такая, сякая, не важно.
Нас интересует то что происходит с твёрдым телом при нагреве его до температур недостаточных для его плавления, изменения формы, размеров и тд.
Что происходит физически?
Начинаем с чайника на Земле. Не совсем корректный пример и всё-таки.
Дно чайника ровное, твёрдое, то самое твёрдое тело. Горящий газ, неважно, дрова, нагревают эту поверхность посредством пламени.
Пла́мя — раскаленная газообразная среда, образующаяся при горении и электроразрядах, состоящая в значительной степени из частично ионизированных частиц, в которой происходят химические взаимодействия и физико-химические превращения составных частиц среды (в т.ч. горючего, окислителя, примесных частиц, продуктов их взаимодействия). Сопровождается интенсивным излучением (в УФ, ИК, видимой части спектра - «свечением») и выделением тепла.
Нас интересует выделение тепла.
"В термодинамике, тепло - это тепловая энергия, передаваемая между системами из-за разницы температур.[1] В разговорной речи слово "тепло" иногда относится к самой тепловой энергии. Тепловая энергия - это кинетическая энергия вибрирующих и сталкивающихся атомов вещества."
Что такое тепловая энергия.
"В молекулярной физике под тепловой энергией понимают обычно энергию теплового движения частиц среды[35][36][37][38][39][40][41], то есть часть внутренней энергии системы[42][43][44]."
Итак, главное, в контексте статьи - тепловая энергия это движение частиц, часть внутренней энергии системы которая конечно, взаимодействует с окружающим пространством.
Но как это описать простыми словами? Видимо так:
Быстро движущиеся в процессе химических реакций частицы пламени "толкают", бьются о дно чайника, заставляя колебаться его атомы около своего положения равновесия. Колебательное движение уже атомов дна чайника заставляет последовательно вибрировать все остальные атомы чайника куда не достаёт непосредственно пламя костра.
То есть температура всей поверхности чайника - стенки, крышка, ручка, тоже начинают совершать колебательные движения в пределах своего положения в структуре вещества.
Эти движения затухают по мере удаления от места первоначального воздействия - дна чайника. И, что замечательно, атомы обладают инерцией, как и любое физическое тело имеющее массу.
То есть частицы пламени "толкают" атомы дна, атомы дна толкают атомы стенок и тд.
Это ДВИЖЕНИЕ, со всеми присущими ему физическими законами. Скорость нагревания зависит от температуры пламени, то есть скорости движения его частиц, материала твёрдого тела, чем он тверже, тоньше, тем быстрее колебательное движение его частиц распространяется по всему телу, и так же в обратном направлении.
Включим огонь, быстро выключим, дно нагрелось, а стенки и ручки не успели - ИНЕРЦИЯ движения и МАССА.
Параллельно, атомы чайника передают колебательные движения атомам жидкости. Они их просто толкают, но так как жидкость не твёрдое тело, связи между атомами там другие, более свободные, то процесс нагревания более медленный.
Атом чайника толкнул атом воды и тот "уплыл" просто расталкивая другие атомы и быстро теряя энергию:-), а вот в жёстом креплении тепловое расширение более эффективное и быстрое.
"Выключив" огонь, мы лишаем дно чайника "ударов" частиц пламени, а так как атомы твердого тела находятся в "жёсткой сцепке" друг с другом, то колебательная инерция их быстро затухает, что мы и ощущаем в виде понижения его температуры.
То есть лишая твёрдое тело постоянной бомбардировке внешними частицами, мы можем понизить его температуру, посредством замедления колебания его атомов, затухания их движения.
Понятно, что чайник с водой на огне в атмосфере это целая система. Огонь нагревает, "толкает" не только атомы чайника, но и всё что вокруг - воздух, решетку плиты и тд. И чайник тоже с ними взаимодействует.
Чем больших "предметов" касается нагреваемое тело, тем более длительное время необходимо для его разогрева.
*******************************
Итак, при чём тут Луна. И как это всё связать с температурой твёрдого фотоаппарата?
Вот, например, Конрад фотографирует Бина. У обоих по твёрдому фотоаппарату, которые условно можно приравнять к чайнику на огне.
Солнце светит и всё такое. Нагревает конечно всё вокруг.
А что Солнце нагревает сильнее? Подвижный объект или неподвижный? Если мы будем то снимать, то ставить чайник на огонь, поворачивать его и тд? Чайник быстрее нагреется или медленнее?
Вот оппонент пишет, что:
"Если на Луну отправить легковушку и поставить на капот фотоаппарат, то и фотоаппарат и машина нагреются как минимум градусов до 100, если не больше. "
А кто говорит, что фотоаппараты постоянно стоят на Солнце и не двигаются? Как и астронавты собственно. Да, на Луне нет атмосферы которая взаимодействуя с атомами твёрдого тела нагретого Солнцем замедляла бы их одновременно разгоняясь от них, беря часть их движения на себя.
Но!
Фотоаппараты, как и скафандры, это твёрдые тела. Их атомы находятся в "жёсткой сцепке" друг с другом и убирая чайник с огня на Земле, или двигаясь на Луне, то попадая на солнечные лучи, то меняя угол взаимодействия с ними, а то и вовсе попадая в тень, твёрдые тела на Луне, теряя "толчки" от фотонов солнечных лучей, начинают "останавливаться", их тепловые инерционные колебания затухают и температура тела снижается.
То есть, температура подвижного твёрдого тела на Луне колеблется в известных пределах просто из-за своего движения. Атомы тела не успевают физически "разогнаться", "раскачаться" так, чтобы это привело к критическим температурам.
Понятно, что это только один из аспектов изменения температуры тела. Хоть на Земле, хоть на Луне.
Гуляя по пляжу, изменяя свой положение по отношению к солнечным лучам это не тоже самое что лежать на песке не двигаясь.
Нагрев чайника на Земле на тему "Так что такое температура твёрдого тела на Луне: объясняю чайником на Земле" прекратил.
