真空真的不导热吗？如果真是这样的话，那么太阳的“热”如何穿越1.496*10^8公里的真空到达地球的呢？

答案很简单：热是太阳释放的能量的一种形式，并通过辐射传播。

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什么是热？

这个问题看起来可能很蠢，但如果深入探究，“热”的概念远不止是“温度计测量的数值”。在日常用语中，我们会说某物摸起来很热，或者我们可以说空气被全球变暖等影响而变热。然而，“热”最基本的定义是什么呢?

热是能量的一种形式。它是一个物体由于其组成粒子的运动而拥有的能量。这些粒子不断地运动、碰撞、反弹，而这些粒子运动和相互碰撞的速度越快，被讨论的物体就越热。(扩展阅读：固体允许粒子的最小运动，而气体允许组成粒子的最大运动)

当 我们“加热”某物时，我们基本上是提高该物体粒子的平均动能，从而提高其整体温度。

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那么如何传热？

热可以通过三种不同的方式传递：热传导、热对流和热辐射。

简单地说，热传导发生在两个物体相互接触的时候。这是最重要和最常见的传热方式，它发生在快速移动或振动的粒子与邻近物体的粒子相互作用，并将它们的一些能量传递给后者的时候。

另外，当被加热的流体(如空气、水等)离开热源并与其他物质接触时，对流就发生了，在这个过程中传递了它们的一些能量。

热传导和热对流的例子和我们息息相关，因此很容易误以为只有这两种传热方式，这也是总是能看到这样问题的原因吧。

辐射传热（热辐射）

刚刚我们就已经说了传热有三种方式，而第三种就是辐射，这是一种使地球变暖的方式。

在太空中，几乎没有任何粒子（近乎完美的真空)，但有辐射，当它与一个物体碰撞时，也会转化为热量。

辐射不仅会加热地球上的物体，也会加热那些没有(物理上)附着在地球上的物体，如国际空间站、月球和其他天体。

太阳之所以一直在“燃烧”，是因为它有着超乎想象的核聚变反应（中国的核聚变技术很强），核聚变反应释放出大量的能量，然后通过电磁波从太阳周围释放到太空中。

太阳在电磁波谱上发出多种波长的辐射，包括红外线、紫外线和x射线(光源)。它还发出人类可见光谱范围内的电磁波，这就是我们能看到太阳的原因！

还记得高中物理关于电磁波的知识吗？所有电磁波都一个特点……那就是电磁波不需要任何介质来传播，这意味着它们可以在真空中传播。这就是为什么我们能看到太阳并感受到地球上的“阳光”。

太阳辐射由一种称为光子的小而无质量的能量包组成，它们在太空中旅行，当它们碰到任何物体时，该物体就会吸收光子，并且得到一些能量，然后就被加热了。

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辐射传热的特点

辐射传热不需要介质，在真空中也能传播，其传播的形式是电磁波。

此外，辐射传热与在低温下热量并不明显，与其符和斯特潘玻尔兹曼定律有关。辐射热量与辐射体的温度的四次方成正比。

实际应用的意义只局限于高温，值得一提的是，辐射传热海域温室效应密切相关。

对于气体来说，几乎没有辐射的反射能力，大多单原子与对称双原子就是透热体，其余多原子在特定的波长下具有吸收能力。

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辐射可以用来制冷？

1. 辐射传热的科学原理

辐射传热是基于吸收和发射辐射的物理学原理。当一个物体吸收辐射时，它会从周围空间吸收能量，导致温度升高。相反地，当一个物体发射辐射时，它会向周围空间释放能量，导致温度降低。辐射传热是以电磁波的形式传播能量，过程中是不需要介质的，也就是说热量可以在真空中传递，因此它在太空中非常常见。

2. 辐射制冷的技术原理

「辐射制冷」是指热物体通过大气的红外透明窗口，利用黑体辐射的方式，将热量辐射到外部的低温空间中，从而达到制冷的一种方式。

物体温度只要高于0K，就会产生热辐射，由于辐射物体表面状况、分子结构和温度等条件的不同，造成辐射波长也各不相同。地表上物体的热能大多数是通过辐射换热，将自身热量以13μm的电磁波的形式通过“大气窗口”排放到温度接近绝对零度的外部太空，达到自身冷却的目的。

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辐射传热应用在我们生活的方方面面

1. 航空航天领域

宇航员在太空中使用的航天器的许多设备，因为大多数处于真空状态，无法进行热传导及热对流，其制冷与散热大多也是使用辐射传热技术。

2. 农业领域

温室大棚也是运用辐射进行增温。太阳光在白天会透过温室的薄膜、玻璃照射进温室内，吸收太阳辐射的热量为温室增加温度，但地面反射出的长波辐射热量不能透过温室散出，从而减少热量的散失来实现增温。

辐射传热在生活中也有着广泛的应用，例如我们经常使用的微波炉、红外线灶等都是通过辐射传热的方式实现加热的效果。此外，在工业生产中也需要利用辐射传热进行材料加热、熔化、蒸发等工艺过程。

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辐射传热的未来如何？

辐射传热的相关技术，因其独特的优势，具备非常广泛的应用场景，目前已经在制冷技术、节能建筑、能源转换、材料制备等领域发挥越来越重要的作用。然而，辐射传热的相关技术在未来发展中也面临着诸多挑战。

1. 辐射需要进一步提高效率和进行合理的能量存储

辐射的总量虽然巨大，但是能流密度较低，且具备不稳定性。例如太阳辐射能量非常大，但受昼夜、季节、天气等多种因素制约，在夏季晴朗的正午时间，太阳辐射最强烈，但在阴天仅有五分之一。想要得到较高的功率，往往需要面积很大的收集设备。因此需要进一步提高能量转换效率，开发更高效的辐射能转换设备，同时设计有效的能量存储方式，以应对能量的不稳定性。

2. 实际生产过程需要提高稳定性及耐久性

辐射材料的稳定性耐久性在实际应用中起着至关重要的作用。辐射发射和吸收受物体表面的颜色及干洁程度的影响很大，实际应用中，设备易积水、积尘，同时设备长期使用后会出现生锈劣化等情况，会严重影响能量吸收效率。因此，在实际生产应用中还需要考虑高效合理低成本的设备维护和保养。

3. 降低设备的生产成本

随着技术的发展，部分辐射设备材料已经可以实现规模化生产，但效率偏低，成本较高，暂时还不能和常规的化石能源相比较，并且设备使用寿命较低。因此，在实际使用中，辐射转换设备应综合考虑当地电费、天气状况，充分利用各波段辐射能量，并且分析设备投资回收期合理选择设备种类及规模建设。

文章来源： 蝌蚪五线谱， HUST冷暖人生，怪罗科普