El sol és l'estrella al centre del nostre sistema solar. Emet calor i llum, que escalfa la Terra i altres planetes. Però com ho fa?
En aquest post tractarem:
- 1 Radiació solar
- 2 Transmissió d'energia a través del buit i mitjans físics
- 3 Absorció de la radiació solar per la Terra
- 4 Reradiació de calor
- 5 Quina temperatura arriba el sol?
- 6 La calor i l'energia del Sol
- 7 La temperatura torrada del sol
- 8 Font d'energia del Sol: cadena protó-protó
- 9 Els raigs brillants del sol
- 10 El Sol és una estrella de tipus G
- 11 Conclusió
Radiació solar
Què és la radiació solar?
La radiació solar és l'energia que prové del sol i escalfa la Terra. Es crea per reaccions de fusió nuclear al nucli del sol, la qual cosa fa que emeti una gran quantitat de radiació electromagnètica, principalment en forma de llum visible.
Quanta radiació solar arriba a la Terra?
La superfície del sol emet uns 63 milions de watts d'energia per metre quadrat, però quan ens arriba, després de viatjar 93 milions de milles, només hi ha 1,370 watts per metre quadrat a la part superior de l'atmosfera. És molta energia, però encara no n'hi ha prou per fer-nos suar a tots!
Dades divertides sobre la radiació solar
- La radiació solar és l'única manera de bronzejar-se sense haver d'anar a la platja!
- La radiació solar és una manera fantàstica d'alimentar els vostres aparells i aparells sense haver de connectar-los.
- La radiació solar es pot utilitzar per fer deliciosos s'mores sense haver de fer una foguera.
Transmissió d'energia a través del buit i mitjans físics
Radiació electromagnètica
- La radiació electromagnètica, com la llum visible, la radiació infraroja, la llum ultraviolada i els raigs X, poden viatjar a través del buit de l'espai com un fantasma.
- Altres formes d'energia necessiten un mitjà físic per moure's, com l'energia sonora necessita aire o una altra substància per transmetre's, i l'energia de les ones dels oceans necessita aigua.
- Però l'energia solar és especial, pot viatjar del sol a la Terra sense necessitat d'una substància física per transmetre l'energia. Aquesta característica de l'energia electromagnètica fa possible que la Terra obtingui tota l'energia solar, inclosa la calor, que necessita.
Energia sonora
- L'energia sonora necessita aire o una altra substància per transmetre's, com un xiuxiueig al vent.
- L'energia ondulatòria dels oceans necessita aigua per moure's, com una ondulació en un estany.
- Però l'energia solar és diferent, pot viatjar del sol a la Terra sense necessitat d'una substància física per transmetre l'energia. Aquesta característica de l'energia electromagnètica fa possible que la Terra obtingui tota l'energia solar, inclosa la calor, que necessita.
Absorció de la radiació solar per la Terra
El regal del sol
Així que el sol diu: "Hola Terra, tinc alguna cosa per a tu!" i la Terra és com: "Què és, Sol?" i el Sol diu: "És un munt d'energia! Serà genial!” Així doncs, el sol envia tota aquesta energia en forma de calor, llum i raigs UV, i la Terra diu: "Oh wow, gràcies Sol!"
On va?
Així que l'energia és per tot arreu, i és com: "On vaig? Què faig?" i la Terra diu: "No et preocupis, ja tinc ganes!" Llavors, l'energia s'absorbeix per l'aire, l'aigua, les roques, els edificis, el paviment i els éssers vius, i és com: "Ah, genial, ara sóc part d'alguna cosa!"
Calefacció desigual
Així, algunes parts de la Terra obtenen més energia que d'altres, i és com: "Ei, per què?" i la Terra és com: "Així és com és, amic!" Així doncs, les diferències d'energia fan que els vents i els corrents oceànics es moguin per tot el planeta, i és com: "Woah, això és genial!"
Reradiació de calor
Què passaria sense ell?
- Si el Sol seguís arrossegant-nos sense cap manera de desfer-nos de la calor, estaríem brindant!
- Afortunadament, la Terra té una manera de refrescar-se: torna a irradiar calor a l'espai.
- La quantitat de calor que es reradia depèn dels tipus de gasos de l'atmosfera. Alguns gasos absorbeixen la calor millor que altres i poden interferir amb el procés de reradiació.
- Un d'aquests gasos és el diòxid de carboni, que pot provocar l'"efecte hivernacle". Quan augmenta la quantitat de diòxid de carboni a l'atmosfera, s'emmagatzema més calor a l'atmosfera i es reradia menys.
Què significa això per a nosaltres?
- Si no vigilem la quantitat de diòxid de carboni a l'atmosfera, la Terra s'escalfarà molt!
- Hem d'assegurar-nos que estem mantenint la Terra fresca gestionant la quantitat de diòxid de carboni a l'atmosfera.
- Això significa reduir el nostre ús de combustibles fòssils, plantar més arbres i, en general, ser més conscients del nostre impacte en el medi ambient.
Quina temperatura arriba el sol?
Temperatura superficial
Aleshores, us preguntareu quina calor fa el sol? Bé, deixa'm dir-te que fa calor! Més calor que un dia a la platja, més calor que una excursió a l'estiu i fins i tot més calorós que casa teva el dia més calorós de l'any quan s'ha trencat l'aire condicionat. Estem parlant de temperatures de 90 °F a 100 °F (32 °C a 38 °C). Però això no és res en comparació amb la temperatura més calenta mai registrada a la Terra: 134 °F (56.7 °C) a Death Valley, Califòrnia, el 10 de juliol de 1913.
El Nucli del Sol
El sol, l'estrella al centre del nostre sistema solar, és molt més calent que qualsevol cosa que puguem imaginar. La superfície del sol és abrasadora, però el nucli? Bé, això és un altre nivell de calor! Aquí teniu algunes coses que podeu esperar trobar al nucli del sol:
- Temperatures que arriben als 27 milions de graus Fahrenheit (15 milions de graus Celsius)
- Una pressió tan intensa que és 250 milions de vegades més gran que la pressió al nivell del mar
- Reaccions de fusió nuclear que produeixen energia i llum
Conclusió
Així doncs, aquí ho tens. El sol fa calor. Com, molt calent. Més calent que qualsevol cosa que puguis imaginar. Així que, la propera vegada que surtis al sol, recorda: fa més calor del que penses!
La calor i l'energia del Sol
Temperatura
- A l'espai, les molècules llunyanes del Sol s'escalfen únicament per la llum sobrant del Big Bang. El zero absolut és -273.15 °C, -459.67 °F o 0K.
- El gas entre les estrelles pot arribar a una temperatura de només uns 3K.
- La superfície del Sol, o fotosfera, té una temperatura mitjana d'uns 6000K.
- Les taques solars són més fresques, a uns 4500K.
- L'aigua es congela a 273K (0 °C o 32 °F) i bull a 373K (100 °C o 212 °F).
Font d'Energia
- A l'interior del Sol, on la temperatura és de 15 milions de kelvins, els àtoms d'hidrogen es mouen i sovint xoquen.
- Les seves energies són tan altes que una col·lisió treu els electrons de l'àtom.
- L'hidrogen, que és simplement un protó, es combina amb altres protons per formar heli.
- Aquest procés, anomenat cadena protó-protó, allibera energia en forma de raigs gamma.
- Els raigs gamma es converteixen en calor i llum quan viatgen fora del Sol.
Llum
- Els telescopis especials a la Terra i a l'espai ens poden mostrar la superfície del Sol amb un detall excepcional.
- La cromosfera gairebé invisible, just a sobre de la fotosfera, és una mica més calenta que la superfície amb una temperatura que arriba a una temperatura d'uns 20,000K.
- Per sobre de la cromosfera, la corona es converteix en un vent de gas prim que flueix cap a l'exterior a través del sistema solar.
- La corona és notablement més calenta que la superfície del Sol, amb temperatures que arriben als 2,000,000K.
- Durant un eclipsi solar, quan la Lluna bloqueja la llum de la fotosfera, la resplendor blanc de la corona és visible a l'ull.
Espectre
- El Sol és una estrella de tipus G, és a dir, emet un espectre de llum que està dominat per la llum groc-verda.
- L'espectre solar revela la composició del Sol, amb elements com l'hidrogen, l'heli i l'oxigen sent els més abundants.
- L'energia solar gratuïta està disponible en forma de llum solar, que es pot utilitzar per alimentar llars i empreses.
- És possible navegar a l'espai amb llum solar, ja que les naus espacials poden utilitzar l'energia del Sol per impulsar-se.
- El vent solar és un corrent de partícules carregades que s'emet pel Sol i que pot afectar el clima de la Terra.
La temperatura torrada del sol
Els fonaments
- El zero absolut és un fred -273.15 °C, -459.67 °F o 0K.
- La Terra es manté calenta per l'energia sobrant de la seva formació, l'energia alliberada de la desintegració radioactiva i l'energia que rep del Sol.
- La superfície del Sol, o fotosfera, té una temperatura mitjana d'uns 6000K.
- Les taques solars són més fresques, a uns 4500K, a causa d'un fort camp magnètic local que bloqueja el flux d'energia.
- L'aigua es congela a 273K (0 °C o 32 °F) i bull a 373K (100 °C o 212 °F).
Les parts invisibles
- La cromosfera gairebé invisible, just a sobre de la fotosfera, és una mica més calenta que la superfície amb una temperatura que arriba als 20,000K.
- Per sobre de la cromosfera, la corona és un vent de gas prim que flueix cap a l'exterior a través del sistema solar.
- La corona és molt més calenta que la superfície del Sol, amb temperatures que arriben als 2,000,000K.
El Scoop interior
- La densitat mitjana del Sol és d'uns 1.4 grams per centímetre cúbic.
- El centre del Sol és de 15,000,000K i té una densitat de 150 grams per centímetre cúbic.
- L'energia del centre del Sol arriba a la superfície en uns 1,000,000 d'anys i triga 8 minuts a arribar a la Terra.
Font d'energia del Sol: cadena protó-protó
Que està passant?
- Dins del Sol, fa tanta calor (15 milions de kelvins!) que els àtoms d'hidrogen reboten i sovint xoquen entre si.
- Aquesta col·lisió elimina els electrons, deixant només protons i electrons.
- Els protons tenen prou energia per superar la seva repulsió i es fusionen, formant deuteri, després heli lleuger i, finalment, l'heli que trobem a la Terra.
- Cada vegada que es produeix aquest procés, 4 àtoms d'hidrogen es converteixen en 1 àtom d'heli.
Què és la gran oferta?
- Quan es fa l'heli, una part de la massa ha desaparegut.
- Aquesta massa que faltava s'ha convertit en energia, en forma de raigs gamma (100,000 vegades més energètic que la llum visible!).
- Així doncs, el Sol està convertint l'hidrogen en heli i energia!
Els raigs brillants del sol
Què són els raigs gamma?
Els raigs gamma són com petits animals de festa, són absorbits pels àtoms, després s'emocionen i comencen a ballar, canviant la seva longitud d'ona segons els nivells d'energia dels electrons dels àtoms i la temperatura dels àtoms.
Quin és el resultat final?
Quan aquests petits animals de festa arriben a la superfície del Sol, s'han convertit principalment en:
- Llum visible (estrella tipus G)
- Llum ultraviolada
- Llum d'infrarojos
- Petites quantitats de raigs X
- Microones
- Ones de ràdio
Totes aquestes són formes de radiació electromagnètica, que bàsicament és només llum, que està formada per fotons.
El Sol és una estrella de tipus G
Què és una estrella de tipus G?
- Les estrelles de tipus G són estrelles de mida mitjana que emeten majoritàriament llum visible, amb una mica de raigs X, ultraviolats, infrarojos, microones i ones de ràdio.
- Són com els Rics d'Or de les estrelles: ni massa calents, ni massa freds, però just!
- Aquestes estrelles es classifiquen en funció de la llum que emeten, i les semblants al Sol s'etiqueten com a "G".
Què significa això per a nosaltres?
- Tenim la sort que el Sol sigui una estrella de tipus G, perquè la seva radiació electromagnètica és majoritàriament llum visible, que és segura per als humans.
- L'atmosfera terrestre absorbeix els raigs X més perillosos i la capa d'ozó bloqueja la llum ultraviolada.
- La llum infraroja es sent com a calor, i els microones i les ones de ràdio transporten música a través de l'espai.
Per què és blau cel?
- El Sol és una estrella G2, la qual cosa significa que té una temperatura mitjana superficial de 5,780 K, cosa que li dóna un color blanquinós.
- L'atmosfera terrestre dispersa la llum violeta i blava de longitud d'ona més curta, fent que el cel sembli blau.
- La llum restant fa que el Sol sembli groc.
Altres tipus d'estrelles
- Les estrelles de tipus O són les estrelles més grans i calentes, i emeten sobretot llum ultraviolada.
- Les estrelles de tipus M són les estrelles més petites i fresques, i irradien sobretot llum infraroja.
- Pròxima Centauri és una estrella de tipus M i l'estrella més propera al Sol, situada a 4 anys llum de distància.
- Analitzant la llum emesa per una estrella, podem aprendre moltes coses sobre ella.
Conclusió
En conclusió, el sol és una font d'energia increïble que ens escalfa i ens proporciona llum. És increïble pensar que la mateixa energia que escalfa la Vall de la Mort fins a 134 °F (56.7 °C) també ens pot proporcionar una calor suau que podem gaudir. Per aprofitar al màxim l'energia del sol, recorda portar crema solar, mantenir-te hidratat i gaudir de l'aire lliure! I no oblideu la regla més important de totes: no mireu mai directament el sol, o veureu estrelles!
