Откуда берется холод. Почему человеку холодно. Когда нам бывает холодно
В Европе необычайно похолодало. Но что такое холод и откуда он берется? Каково его воздействие на живые организмы? Может ли стать еще холоднее? Ответы на эти вопросы попыталась найти швейцарская газета St.Galler Tagblatt.
Никого не удивляют морозы в Восточной Европе. Там они не редкость. Но почему стужа охватила Западную Европу, где зимние температуры обычно весьма умеренны?
Причина этого явления в следующем. Нынешняя зона высокого давления под названием Claus держится над Центральной Европой стабильно. Но при этом она вращается, как и все подобные зоны в Северном полушарии, по часовой стрелке. Это вращение и приносит на запад холодный воздух из Восточной Европы и даже Сибири. Сибирские морозы справедливо вошли в поговорку. Именно там отмечалась температура минус 72С - самая низкая, когда-либо зафиксированная за пределами Антарктиды.
Почему на фоне постоянных разговоров о глобальном потеплении климата бывает так холодно? В этом нет противоречия, потому что следует различать погоду и климат. Погода отражает текущее состояние атмосферы над тем или иным регионом, в то время как климат описывает долгосрочную тенденцию. Долгосрочные измерения показывают, что зимы в Европе становятся в среднем более мягкими и влажными.
От чего зависит, холодная выдастся зима или нет? Это определяется так называемой Североатлантической осцилляцией, характеризующей разницу в давлении воздуха между зоной низкого давления над Исландией и зоной высокого давления над Азорскими островами. Если она высока, усиливаются западные ветры, вследствие чего зона низкого давления достигает Центральной Европы. Это означает, что зима будет мягкой и влажной. Но если разница мала, зона низкого давления направляется в сторону Средиземноморья, поэтому более холодный и сухой воздух проникает в Западную Европу. Что и произошло в нынешнем году.
Почему зимой вообще холодно? Ведь именно в это время Земля ближе к Солнцу на 5 млн. км, чем летом. То, что в Северном полушарии холоднее, объясняется вращением нашей планеты вокруг Солнца по слегка эллиптической орбите. При этом она вращается вокруг своей оси под углом 23 градуса 27 минут по отношению к плоскости солнечной орбиты. Поэтому зимой лучи падают на Землю в Северном полушарии максимально наклонно, а Солнце стоит низко над линией горизонта. В итоге на землю попадает меньше солнечного тепла и становятся длиннее ночи. Все это приводит к охлаждению атмосферы.
Но все-таки Земля - не самая холодная планета в Солнечной системе. На Юпитере еще хуже: температура минус 230С в среднем. Самая жаркая планета - Венера. На ней плюс 470С.
Здравствуйте! Чтобы ответить на ваш вопрос, придется обратиться к такой науке, как астрономия.
Причина того, почему на нашей планете меняются времена года, заключается в движении Земли вокруг Солнца.
Путь, по которому в космическом пространстве движется земной шар, имеет форму вытянутого круга - эллипса. В центре этого эллипса — Солнце.
Переход от тёплого времени года (весна, лето) к холодному (осень, зима) происходит вовсе не потому, что Земля то приближается к Солнцу, то удаляется от него. А ведь и сегодня так думают многие люди!
Дело в том, что Земля, помимо обращения вокруг Солнца, вращается вокруг воображаемой оси (линии, проходящей через Северный и Южный полюса). Если бы ось Земли располагалась под прямым углом к орбите Земли вокруг Солнца, у нас не было бы времен года, а все дни были бы одинаковыми. Но эта ось наклонена по отношению к Солнцу (на 23°27"). В результате Земля вращается вокруг Солнца в наклонном положении. Это положение сохраняется круглый год, а ось Земли всегда направлена в одну точку — на Полярную звезду.
Поэтому в разное время года Земля по-разному подставляет солнечным лучам свою поверхность. Когда солнечные лучи падают отвесно, прямо, Солнце жарче. Если же лучи Солнца падают на земную поверхность под углом, то они греют земную поверхность слабее.
Солнце всегда стоит прямо на экваторе и в тропиках, поэтому жители этих мест не знают холодов. Там не так резко, как у нас, сменяются времена года, и никогда не бывает снега.
В то же время часть года каждый из двух полюсов повернут к Солнцу, а вторую часть скрыт от него. Когда Северное полушарие повернуто к Солнцу, в странах к северу от экватора — лето и день длинный, к югу — зима, а день короткий. Когда прямые лучи Солнца падают на Южное полушарие — здесь наступает лето, а в Северном — зима.
Подробное объяснение вопроса наступления зимы и наглядные картинки вы можете увидеть по ссылке http://allforchildren.ru/why/why52.php
Астрономическая зима на планете длится с момента зимнего солнцестояния до момента весеннего равноденствия, то есть в Северном полушарии Земли с 22 декабря до 21 марта, в Южном полушарии с 22 июня до 21 сентября. В разные годы (на Земле) эти астрономические моменты приходятся на разное время (в пределах указанных суток), однако Григорианский календарь разработан так, что от этого он не собьётся ещё долго.
Кроме научного объяснения того, почему наступает зима, есть и другие. Например, мифические. С одним из таких мифов (древнегреческим) вы можете ознакомиться по следующей ссылке: http://www.voproshaika.narod.ru/pochemy_64.html
О том, как холод образуется в современных холодильниках, можно почитать по ссылке
Почему в космосе холодно если там нет воздуха? Откуда холод? и получил лучший ответ
Ответ от Leonid[гуру]
Конечно, приятно, что меня тут цитируют как признанного классика, но всё ж не вредно при этом указывать. А то как-то непорядочно получается.. .
Не правда ли, г-н Кириенков?
Ответ от ДмитрийКириенков
[эксперт]
Температура не есть скорость движения частиц. Это термодинамическая характеристика равновесного состояния системы. И одним из признаков такого состояния является и равновесие с ИЗЛУЧЕНИЕМ. Ведь излучение - вполне себе равноправный способ теплообмена. Если б его не было - как бы Солнце нагревало Землю, а?
Но всякое тело способно не только нагреваться на солнышке, но и само излучает. Именно так и наступает тепловое равновесие в космосе - тело, нагреваясь под действием солнечных (или любых других) лучей, начинает излучать само (закон Планка) , и при некоторой его температуре наступает равновесие между поглощаемым и испускаемым излучением. Вот эта равновесная температура и принимается за температуру космоса в данной точке. Как видите, она а) вовсе не равна абсолютному нулю, и б) разная в разных точках космоса. Чем ближе к какой-ндь звезде - тем космос горячее.
Ясное дело, что вдали от звёзд плотность излучения мала, и равновесная температура тела оказывается близкой к 2,7 К (это температура реликтового фонового излучения Вселенной, которое есть везде). И именно потому, что лоюбое нагретое тело способно излучать само, оно рано или поздно до этой равновесной температуры охладится.
Ответ от Неизвестно
[гуру]
В физике нет понятия холод. В космосе не холодно, там просто температура близкая к абсолютному 0 К. А это -273 по Цельсию. (ну это я простым языком)
Ответ от Ерлан Дарменов
[гуру]
Ребята, вы здесь матан нагнали, а аффтар - школие, и не разумеет. Ему нужно на молекулярном уровне, например: тепло - это тепловое движение молекул вещества, например, того же воздуха, нет воздуха - нет молекул, которые бы шевелились - нет тепла, нет тепла - значит есть холод. И еще, автор, по-вашему что же, для холода воздух обязательно должен быть? Возьмите Африку днем и натопленную баню, там везде воздух есть, но тепло же, а?
Ответ от Ordus Seclorum
[активный]
Все относительно! В космосе человеку будет казаться "холоднее" чем на Земле, только лишь потому, что он будет терять слишком много тепла, чем получать взамен, то есть будет пытаться нагреть межпланетное пространство, только лишь потому, что система стремиться к состоянию теплового равновесия.
Как уже успели здесь заметить, передача тепла может происходить и с помощью излучения без участвующей в ней среды.
Все относительно. Ведь как гласит закон термодинамики, тепло не может передаваться от тела более холодного к более горячему, так как при этом энтропия будет положительной, а этого в корне не может быть никогда!
Чтоб лучше понять, откуда берется в холодильнике холод, достаточно представить происходит охлаждение кожи рук, если на них нанести эфир или другое летучее и быстро испаряющееся вещество. Для того, чтоб происходило испарение жидкости, которое берется с поверхности кожи. Аналогичный тепловой эффект происходит в холодильниках. Только для охлаждения в холодильниках используется не эфир, а специальный хладагент. Инженеры потрудились и создали:
- Капитальные компрессоры гоняющие, по замкнутому кругу агрегатов холодильника, хладагент
- Хладагенты – жидкости, которые используются в качестве охлаждающего вещества, циркулируя в замкнутом контуре холодильных машин, то конденсируясь, то испаряясь и опять конденсируясь
- Холодильные агрегаты, имеющие замкнутый контур, в одной части которого хладагент испаряется, а в другой части конденсируется
Высокое давление на выходе работающего компрессора, выталкивает хладагент, газообразной формы, в конденсатор, в котором происходит изменение его фазового состояния – из газообразной формы он преобразуется в жидкость. При этом преобразовании выделяется некоторое количество тепла, которое выводится в окружающую атмосферу, говоря другими словами – подогревается воздух на кухне. Вы легко в этом убедитесь, если заглянете за холодильник и прикоснетесь к задней его стенке. Многие модели холодильников имеют конденсатор наружи задней части холодильника, который представляет собой большую черную трубку, змеевидно изогнутую многократно.
Хладагент превращается в жидкость и нагревает окружающую среду, в результате чего утрачивается некоторое количество энергии. Далее необходимо охлаждающую жидкость превратить в газ. Компрессор нагнетает давление, под которым жидкий хладагент проходит через капиллярную трубку.
Протиснувшись под высоким давлением через капиллярную трубку, хладагент в жидком виде попадает в испаритель холодильника, где закипает. Тут срабатывает принцип ватки смоченной в эфире и протертой по коже, которая отбирает тепло с поверхности кожи. Поэтому же принципу действует хладагент, который испаряясь, забирает тепло на себя. В свою очередь, испаритель холодильника обвивает своими трубками ту часть, где требуется наибольшее количество холода – морозильную камеру. В холодильнике это место является внутренним эпицентром холода, откуда он распространяется по всему внутреннему пространству посредством естественной конвекции.
После чего хладагент направляется опять в компрессор, и цикл начинается опять.
Работа компрессора в холодильнике прерывистая. Он управляется термостатом, который контролирует температуру в холодильной камере. На панели управления находится регулировочная рукоятка, посредством которой, можно задать необходимую температуру в холодильной камере, в зависимости от окружающей среды. Если в помещении жарко, то подкорректировать регулятор так, чтоб в холодильнике было прохладнее. А если вокруг прохладно, то не стоит тратить понапрасну электричество и можно уменьшить подачу холода в холодильнике. Как только заданная температура, внутри холодильника, будет достигнута – термостат отключит компрессор. Конечно же, делается это не для того, чтобы позволить компрессору отдохнуть, но чтобы поддержать в полости холодильника именно ту температуру, которая была задана.
Специалисты нашего сервисного центра производят ремонт холодильников любых марок, как отечественных, так и зарубежных. Мы выполняем ремонт холодильника на месте – в квартире или в доме у заказчика, либо в мастерской. Место проведения ремонта зависит от сложности неисправности и требуемого оборудования для ремонта.
Чувство холода является одним из пяти физических (в отличии от психических) чувств человека, которое также свойственно еще животным и растениям. Но что такое холод, как он работает и почему в результате воздействия холодного мы испытываем именно такое чувство, а не какое-то другое? Почему человеку холодно?
Что такое тепло и что такое холод
Всё в мире состоит из атомов, которые находятся в постоянном колебательном движении и соударяются между собой — это называется Броуновским движением. Одни атомы движутся быстрее, другие медленнее, а когда они сталкиваются, более быстрые разгоняют те, скорость которых ниже, и таким образом происходит обмен энергиями. Но поскольку после столкновения атомы не могут улетать далеко, так как они буквально зажаты своими «соседями», они ударяются о них, передавая им часть своей скорости, и возвращаются на место, после чего начинается новый цикл колебаний. Постепенно, постепенно скорости всех атомов выравниваются и система возвращается в равновесие — тогда говорят, что теплообмен завершился. В современной интерпретации эта скорость движения атомов называется температурой.
Тепло и холод как характеристика скорости колебания частиц
Итак, что есть ? Под этими понятиями понимается средняя скорость колебания атомов, а вернее их кинетическая энергия. Когда мы говорим о горячем предмете, мы имеем в виду, что атомы, из которых он состоит, движутся быстро, а когда о холодном — медленно.
Если мы хотим остудить горячий предмет, мы должны привести его в непосредственный контакт с холодным, и тогда быстрые атомы горячего предмета замедлятся, а медленные холодного ускорятся, в результате чего со временем температуры обоих предметов выровняются. В естественной среде в роли такого холодного предмета обычно выступает воздух или . Теперь, когда ясно, что тепло и холод — есть процессы изменения скорости атомов, можно приступать к рассмотрению ощущений в теле человека.
На сегодняшний день считается, что нигде в мире температура не может быть ниже 273,15 градусов Цельсия — это так называемый, абсолютный нуль. Примерно такая температура в открытом космосе, на земле же редко где можно встретить место, холоднее 75 градусов. При такой температуре человек не может существовать, а выживают лишь некоторые бактерии и микробы.
Откуда берется изначальный холод
Холод, как таковой, есть отсутствие тепла, или движущихся частиц. Поскольку в космосе практически нет атомов и молекул (их концентрация там очень мала), изначальный холод берется именно оттуда. Вернее не холод берется оттуда, а тепло уходит туда. А так как космос бесконечен, он от этого ничуть не нагревается, вопрос же о том, уйдет ли когда-нибудь всё тепло (а его количество, судя по всему, ограничено) или нет, остается открытым.
Субъективные ощущения тепла и холода в нервной системе
Устроено таким образом, чтобы оптимизировать процесс выживания. А потому организм представляет из себя саморегулирующуюся систему, стремящуюся избежать негативных условий, приводящих к повреждениям, и обеспечить положительные, в которых жить будет хорошо и комфортно. Температурный режим человеческого тела должен колебаться возле отметки 36,6 градусов Цельсия, в противном случае мы заболеваем. У человека также есть механизм термической саморегуляции, который позволяет сохранять температуру тела на постоянной отметке вне зависимости от внешних условий. Так, когда мы попадаем в холодную среду, мы дрожим, и это дает телу тепло, а когда нам жарко — мы потеем и пот нас охлаждает.
Чувство холода не является для нас приятным, мы стремимся избежать его, то есть оказаться в таких условиях, где это чувство не будет возникать — в этом и проявляется механизм автоматической оптимизации жизнедеятельности. А с точки зрения физики ощущение холода рождается тогда, когда молекулы нервных рецепторов начинают замедляться под воздействием контакта с атомами и молекулами внешней среды, температура которой ниже.
Когда нам бывает холодно
Чувство холода возникает:
- Когда температура окружающей среды ниже температуры тела, и чем выше будет эта разница, тем сильнее будет ощущение. При этом, даже теплая вода может быть одновременно и холодной, скажем, если долгое время держать руку под струей горячей воды, а затем быстро опустить ее в тазик с теплой, то она покажется холодной. То же работает и наоборот;
- Когда какой-то участок тела обдувается или контактирует со средой, температура которой ниже температуры остальной среды. Например, вы лежите на диване одетыми, но с босыми ногами. В таких случаях ноги часто мерзнут, хотя дома и не холодно — просто ощущается разница;
- На сквозняке;
- В случае заболеваний, когда температура тела подскакивает. Холод, который ощущает человек в этом случае называют ознобом;
- Психосоматический холод, который может возникать при различных процессах в психике человека, например, при стрессе.
Греет ли шуба
Многие, прыгая в постель, садясь в машину, стоявшую долгое время не морозе или опуская руку в сумку, могли заметить, что там внутри холоднее, чем снаружи. На первый взгляд это странно, но если вдуматься, ничего необычного здесь нет. Дело в том, что материалы, из которых сделана постель или, скажем, обивка автомобиля, очень плохо проводят тепло — это их задача, не позволять теплу покидать пределы ограничиваемого ими пространства. Но это работает и в обратную сторону — тепло не может не только покинуть «территорию», но и проникнуть внутрь. И если в тот момент, когда вы заправляли постель, закрывали сумку, или захлопнули двери автомобиля, температура в них была ниже, чем в окружающей среде сейчас, холод там так и остался.
Вышеописанный «эффект термоса» работает также в случае с зимней одеждой. Многие думают, что шуба греет, но если закутать в неё мороженное, оно не растает, и даже наоборот будет оставаться твердым и холодным, так как шуба не греет, а лишь сохраняет тепло (или холод) внутри своего объема.