На Youtube-канале разгорелась целая дискуссия по поводу того, | Физика в картинках
На Youtube-канале разгорелась целая дискуссия по поводу того, что будет происходить с человеком в открытом космосе в плане температуры: замёрзнет ли он насмерть, и если да, то насколько быстро?
На самом деле, однозначного ответа на этот вопрос нет и быть не может: космос - очень разный, к тому же условия там могут меняться разительно за достаточно небольшой промежуток времени.
Космос не является в полном смысле слова безвоздушным пространством, однако концентрация имеющегося там газа очень мала, из-за чего такой привычный нам процесс передачи тепловой энергии, как теплообмен там практически отсутствует. Поэтому на передний план выходят другие механизмы вроде теплового излучения.
Все тела нагретые выше абсолютного нуля, являются источниками электромагнитного излучения, на генерацию которого тратится их тепловая энергия. Мощность теплового излучения можно посчитать по формуле Стефана Больцмана: L=SσT⁴, где S - площадь тела, T - его температура, а σ - постоянная Стефана-Больцмана, равная 5,6 на 10 в минус 8 степени. Таким образом можно подсчитать, что человеческое тело с температурой примерно в 310 кельвинов будет излучать приблизительно 1000 джоулей тепла в секунду. При этом для охлаждения на 1 градус человеческое тело с массой в 70 килограммов и теплоёмкостью в 3450 джоулей на килограмм должно отдать примерно 241 тысячу джоулей, что при данной мощности излучения произойдёт примерно за 4 минуты. Если учесть, что по мере охлаждения мощность излучения падает, можно подсчитать, что на смертельное охлаждение на 8 градусов понадобится примерно полтора часа. Задохнётся насмерть человек гораздо быстрее - примерно за минуту, ведь задержать дыхание в космосе не получится.
Иногда говорят, что потеря тепла за счёт излучения будет компенсироваться его выработкой внутри человеческого тела. Так вот: не будет. Человеческое тело производит лишь около 20 джоулей тепла в секунду, что не позволит компенсировать теплопотери.
А вот что может компенсировать потери от излучения, так это поглощение излучения от других тел. Так, на солнечном свету человеческое тело будет нагреваться, а не остывать: Солнце на орбите Земли сообщает 1 кв. метру любого тела примерно 1365 ватт энергии, так что в реальности на солнечной стороне вы не замёрзнете, а довольно быстро получите перегрев. На ночной стороне Земли процесс охлаждения замедлит тепловое излучение самой Земли, которое равно примерно 400 ваттам: предотвратить замерзание оно не сможет, а вот замедлить его - запросто.
Свой вклад в изменение температуры дадут также иные термодинамические процессы внутри человеческого тела: например, в безвоздушном пространстве начнётся бурное испарение всех жидкостей вашего тела, которое также будет отбирать и уносить прочь тепловую энергию, что ускорит процесс охлаждения. Правда, убить оно вас тоже не убьёт, по крайней мере, не так быстро, как удушье: наиболее сильно пострадают открытые органы, наполненные водой, например, глаза, кроме того, закипит и испарится слюна во рту и т.п. Имеющиеся же в теле газы начнут расширяться, из-за чего могут пострадать лёгкие и, например, кишечник. Однако утверждения о том, что в космосе вы вот прямо взорвётесь от внутреннего давления, не соответствуют истине: как ни крути, а перепад давлений составит всего-то одну атмосферу, а человеческое тело - достаточно прочная штука.
В общем, здесь без сюрпризов: в космосе без скафандра вас убьёт именно отсутствие кислорода, а не что-либо другое.
Помочь проекту материально можно здесь.
