地球从阳光中获取了多少能量呢?
答案是:无。是不是很神奇呀?
地球将自己捕获的所有太阳能都辐射回外太空了。
如若事实并非如此,那地球就会越变越热,直到整个地表都变成一片熔浆的海洋。
那么,如果不是太阳能哺育地球上的一切生灵,又支撑起全球科技文明,那又是什么呢?
答案是:可利用太阳能。
两者之间差之毫厘谬以千里。
事实上,地球是如何利用太阳的能量,然后又将太阳能量反射回去,其中原理涉及物理学上的重要科目:热力学。
首先我们要了解光的微粒,也就是光子,当它来源于太阳时,它的温度和太阳表层温度一样约为5500℃。
然而当光子被地球再次辐射回太空的时候,光子的温度就降低到平均地球表层温度20℃了。
这可比光子刚从太阳来的时候冷多了。
利用开氏温标可以直接有效地比较不同光子的能量。
在开氏温标中,0开尔文表示可能达到的最低温度,也就是零下273℃。
那么太阳光子相应的温度就是5800开尔文,而地球则是300开尔文。
这也就是说地球反射的光子是太阳光子能量的300/5800,四舍五入就是二十分之一。
我先前说过,地球并未从太阳那获得任何净能。
这就意味着,地球每接收一个太阳辐射的高能光子,就会辐射出20个低能光子。
大家都知道,追踪一个目标总要比追踪好几个目标要简单得多。
同样的道理,单个光子也比20个光子要简单有序很多。
有序的能源比无序的能源更能干活,用物理行话说就是“做功”。
换句话说,来自太阳辐射一个光子比地球辐射的20个光子更加能做功。
来源:马库斯·乔恩《奇怪的知识增加了》