Was würde ein normales Thermometer in der Photosphäre der Sonne anzeigen?

Ich habe über die Thermosphäre der Erde gelesen und zitiere dies:

„Das stark verdünnte Gas in dieser Schicht kann tagsüber 2.500 °C (4.530 °F) erreichen. Obwohl die Temperatur so hoch ist, würde man sich in der Thermosphäre nicht warm fühlen, weil es so nahe an Vakuum ist, dass es nicht genug gibt Kontakt mit den wenigen Gasatomen, um viel Wärme zu übertragen. Ein normales Thermometer würde deutlich unter 0 °C (32 °F) anzeigen."

Obwohl wir wissen, dass die Photosphäre der Sonne etwa 6000 °K hat, hat sie eine sehr geringe Dichte und sollte sich irgendwie ähnlich wie die Thermosphäre der Erde verhalten. Was würde ein Thermometer an der Oberfläche der Sonne anzeigen?

Antworten (1)

Die spezifische Wärmekapazität von Quecksilber beträgt 140 J/kg/K. Nehmen wir an, Sie haben etwa 1 ccm Quecksilber in Ihrem Thermometer; Nehmen wir an, das wird nicht kochen und Ihr Thermometer wird nicht schmelzen, und nehmen wir an, das Quecksilber hat die Form eines Würfels mit einer Seitenlänge von 1 cm. Die Dichte des Quecksilbers beträgt etwa 7,6 g/cc, also haben Sie 7,6 × 10 3 kg Quecksilber.

Bringen Sie es nun in das Strahlungsfeld der Photosphäre der Sonne. Der Fluss ist σ T 4 , Wo T = 5770 K und σ = 5.7 × 10 8 in SI-Einheiten. Der Fluss ist also 6.3 × 10 7 W/m 2 . Der Würfel hat eine Fläche von 1 cm 2 . Nehmen wir an, dass die gesamte darauf einfallende Strahlung absorbiert wird (Sie können meine Zeitskala durch das teilen, was Sie für das Reflexionsvermögen halten, wenn Sie möchten). dh der Würfel absorbiert etwa 6300 J pro Sekunde, ausreichend, um seine Temperatur zu erhöhen 6300 / ( 7.6 × 10 3 × 140 ) , was im Grunde bedeutet, dass es sich in einer Sekunde auf die photosphärische Temperatur aufheizen würde.

Sie können mit den Annahmen herumspielen, etwas Reflexionsvermögen einbauen, wenn Sie möchten, dem Quecksilber erlauben, etwas Energie abzustrahlen, aber der grundlegende Punkt ist, dass die Thermosphäre der Erde nichts mit der Photosphäre der Sonne zu tun hat, und wenn Sie ein überlebensfähiges Thermometer herstellen, es würde wahrscheinlich sehr schnell mit dem Strahlungsfeld der Sonne ins Gleichgewicht kommen.