Мы знаем, что минимально возможная температура составляет -273.15 °C. При такой температуре движение частиц прекращается, и выделяемая ими тепловая энергия становится равна нулю. Вероятно, должна существовать и такая точка, выше которой частицы уже не смогут выделять больше тепловой энергии, достигнув своего максимума.

Современная физика считает, что эта точка находится на уровне 1.41679 × 10 32 K (Кельвинов) и называется Планковской температурой. Именно такой была температура Вселенной в первые доли секунд после Большого взрыва.

Как Кельвины перевести в Цельсии?

В физике удобно измерять температуру в Кельвинах, которые не подразумевают наличие шкалы отрицательной температуры, то есть абсолютный ноль здесь равен нулю. Чтобы представить температуру в более привычных нам градусах Цельсия, достаточно знать формулу, по которой вычисляется температура в Кельвинах. T K (темп. В Кельвинах)= T C (температура в Цельсиях) + T 0 (константа, равная 273.15). Иными словами, чтобы перевести кельвины в Цельсии, достаточно вычесть из Кельвинов число 273.15. например, 1000 К = 1000 — 273.15 = 726.85 °C.

Учитывая формулу по переводу Кельвинов в градусы Цельсия, мы можем представить планковскую температуру в градусах Цельсия как 1.41679 * 10(32)-273.15 °C. Конечно, данная оценка вычислена теоретически и основана на том, что если материи, разогретой до Планковской температуры, придать ещё энергии, то это не приведет к увеличению скорости частиц и, как следствие, повышению температуры. Зато вызовет появление новых частиц во время хаотических столкновений уже существующих, что приведет к росту массы материи. Но представим, что материи, разогретой до планковской температуры, всё-таки придать ещё энергии, чтобы попытаться нагреть её ещё больше. В таком случае, всю Вселенную ждет… а что ждет Вселенную после прохождения точки планковской температуры, не знает никто. Вероятно, гравитационное взаимодействие между частицыми разогретой материи станет настолько сильным, что сравняется с тремя другими взаимодействиями: электромагнитным, сильным и слабым. Описать физику нашего мира а таких не может ни одна существующая на сегодняшний день физическая теория.

Но вернемся от дел космических к делам земным. В своих попытках достичь максимально возможной температуры в пределах лабораторий человек установил температурный рекорд на уровне около 5.5 триллионов Кельвинов, что можно записать как 5*10 12 К. Конечно, ученые не разогревали кусок железа до этой немыслимой температуры — на это просто не хватило бы энергии. Данная температура была зафиксирована во время эксперимента в Большом адронном коллайдере во время столкновения ионов свинца при околосветовых скоростях.

Температурой в физике называют величину, которая количественно выражает степень нагретости различных тел. Учитывая, что в область изучения часто попадают не только твердые тела, но жидкости и газы, то существует более общее понятие температуры, как степень кинетической энергии частиц.

Системной единицей измерения температуры является Кельвин (сокращено К), в которой за точку отчета берется абсолютный нуль — состояние вещества с нулевой кинетической энергией частиц. В быту чаще всего используются градусы Цельсия (сокращено °С), для которых точка отчета соответствует точке замерзания воды. Один градус Цельсия равен Кельвину, и соответствует 1/100 части температурной разницы между точкой замерзания и точкой кипения воды. Абсолютный нуль равен −273,15 градусов Цельсия.

С точки зрения квантовой физики и при абсолютном нуле температуры существуют нулевые колебания, которые обусловлены квантовыми свойствами частиц и их окружающего физического вакуума.

Среднегодовая температура

Наша планета находится в зоне жизни своей звезды. Зоной жизни называется пространство достаточно удаленное от своей звезды, в котором на поверхности планеты возможно существование воды в жидкой форме. Современные метеорологи (специалисты по земному климату и погоде) чаще всего используют температурные измерения приземного воздуха с помощью ртутных или спиртовых термометров (температура замерзания ртути и спирта равна -38.9°C и -114,1°C соответственно).

По международной методике измерения должны происходить на двухметровой высоте от поверхности земли в специальной метеорологической будке, удаленной от антропогенного ландшафта. Среднегодовая температура приземного воздуха на поверхности Земли равна +14°С. В то же время в отдельных частях планеты температура приземного воздуха сильно отличается от этого значения по причине разного времени года или суток, различной географической широты, удаления от океана, высоты над средним уровнем моря и близости к вулканическим областям.

Диапазон температур Земли

Самый небольшой температурный перепад приземного воздуха наблюдается в экваториальных районах Мирового океана. Так на острове Рождества, который находится в центральной экваториальной части Тихого океана сезонные температурные перепады ограничены диапазоном 19-34 градусов Цельсия. Впрочем, считается, что самый ровный климат наблюдается в местечке Гарапан на острове Сайпан (Мариинские острова). В течение 9 лет с 1927 по 1935 г. самая низкая температура здесь была зарегистрирована 30 января 1934 г. (+19.6°С), а самая высокая - 9 сентября 1931 г. (+31,4°С), что дает перепад 11,8°С.

Континенты характеризуются значительно более высокими температурными перепадами. В долине Смерти (Калифорния) 10 июля 1913 года было зарегистрировано +56.7°C, а 13 июля 1922 года регистрировалось +57.8° C (позже это значение было оспорено). На российской станции Восток, 21 июля 1983 года, наблюдалось -89,2° C. Самый большой перепад температур зарегистрирован в российском Верхоянске — 106,7° C: от -70° C до +36.7°С. Самая низкая среднегодовая температура зарегистрирована в 1958 году на Южном полюсе (-57,8°С). Самая высокая среднегодовая температура зафиксирована в местечке Феранди (Эфиопия) в 60-х годах 20 века (+34°С).

Поверхностная температура Земли отличается ещё экстремальными значениями в связи с тем, что темная поверхность днем может прогреваться до значительно более высоких температур по сравнению с воздухом. В долине Смерти (Калифорния) 15 июля 1972 года регистрировалось +93.9°C. Вероятно такие высокие поверхностные температуры могут вызывать в условиях сильного ветра аномальные кратковременные всплески температуры воздуха (в июле 1967 году в иранском Абадане был зарегистрирован резкий рост температуры воздуха до +87.7°С).

Распределение годовых максимальных температур Земли

Поверхность нашей планеты является источником теплового электромагнитного излучения, максимум которого находится в инфракрасной области спектра (согласно закону смещения Вина).

Благодаря этому свойству околоземные спутники могут измерять температуру любой точки поверхности Земли в отличие от наземных метеостанций.

Анализ снимков спутника “Aqua“ за 2009-2013 годы позволил определить, что максимальная поверхностная температура в иранской пустыне в 2005 году достигала +70.7 °C.

Статистическое распределение годовых максимальных температур поверхности на планете показывает четыре кластера (ледники, леса, саванны/степи и пустыни).

Другой анализ спутниковых снимков за 1982-2013 годы показал, что минимальные температуры в Антарктиде могут достигать -93.2 °C.

Несмотря на то, что земная поверхность в среднем получает от Солнца в 30 тысяч раз больше энергии, чем от земных недр, геотермальная энергетика является важным элементом экономики некоторых стран (к примеру, Исландии).

Бурение рекордной Кольской скважины показало, что на глубине 12 км температура достигает +220°С.

Изотерма +20 °C в земной коре проходит на глубинах от 1500-2000 м (районы многолетней мерзлоты) до 100 м и менее (субтропики), а в тропиках выходит на поверхность. В горных районах термальные источники имеют температуру до +50…+90 °C, а в артезианских бассейнах на глубинах 2000-3000 м вода с температурой +70…+100 °C и более.

Точка, где наблюдалась минимальная температура, не является самой высокой частью ледника: её высота составляет около 3900 метров против 4093 метров у Плато А (Аргус).

Более ранний анализ снимков спутника “Aqua“ за 2004-2007 годы подтверждает, что самые холодные зимние температуры наблюдаются на хребте B, который соединяет плато А и плато F (Фуджи).

В районах активного вулканизма термальные источники проявляются в виде гейзеров и струй пара, выносящих на поверхность пароводяные смеси и пары с глубин 500-1000 м, где вода находится в перегретом состоянии (+150…+200 °C). В подводных гидротермальных источниках (“черных курильщиках”) наблюдаются температуры до +400 °C. В вулканах температура лавы может повышаться до +1500°C.

На основе лабораторных экспериментов, данных сейсмологии и теоретических расчетов считается, что в недрах планеты температуры могут превышать 7 тысяч градусов. Несколько вариантов теоретической температуры глубинных слоев планеты.

Если бы наша планета не обладала атмосферой, то согласно закону Стефана-Больцмана её средняя температура равнялась бы не +14 °C, а -18 °С. Различие объясняется тем, что земная атмосфера поглощает часть теплового излучения поверхности (парниковый эффект). Это во многом объясняет, почему с ростом высоты над поверхностью планеты падает не только давление, но и температура.

Температурный максимум в стратосфере (на высоте примерно 50 км) объясняется взаимодействием озонового слоя с ультрафиолетовым излучением Солнца. Температурный пик в экзосфере (ионосфере) связан с ионизацией молекул внешних разреженных слоев атмосферы под действием солнечного излучения. Суточные колебания в этом слое могут достигать нескольких сотен градусов. В экзосфере происходит улетучивание земной атмосферы в космос.

Температурные колебания у других планет Солнечной системы

Хорошим примером температурных колебаний в случае, если бы у Земли не было атмосферы, является . По наблюдениям спутника LRO температура поверхности нашего спутника изменяется от +140°C в небольших экваториальных кратерах до -245 °C на дне полярного кратера Hermite (Эрмита). Последнее значение даже меньше, чем измеренная температура поверхности Плутона -245 °C или любого другого небесного тела Солнечной Системы, для которого были проведены температурные измерения. Тем самым температурные колебания на Луне достигают 385 градусов. По этому показателю Луна занимает второе место в Солнечной Системе после .

Измерения приборов, оставленных экипажами миссий Аполон-15 и Аполон-17, показали, что на глубине 35 см, температуры в среднем на 40-45 градусов теплее, чем на поверхности. На глубине 80 см сезонные колебания температуры исчезают, и постоянная температура близка к -35 °С. Оценивается, что температура ядра Луны равна 1600–1700 K. Куда более высокие температуры могут появляться во время падения астероидов.

Так в древних земных кратерах обнаружены фианиты, для образования которых из циркона требуются температуры, превышающие 2640 Кельвинов. Достижение таких температур невозможно при земном вулканизме.

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Каждое тело в природе обладает определенной температурой. Воздух тоже нагревается и остывает. Конечно, многим нравится тепло, и кто-то стремится холодные месяцы провести на жарких курортах. Однако существует список мест, которые посещать стоит с осторожностью. Ведь там самая высокая температура на Земле.

Эфиопия, Даллол

Самая высокая зарегистрированная температура на Земле была отмечена в Эфиопии. Поселение Даллол расположено в Афарской котловине. Именно это место удерживает лидерство в списке самых жарких мест. Здесь была зафиксирована самая высокая среднегодовая температура. В период с 1960 и по 1966 год данный показатель в поселении Даллол составлял 34,4°С. Конечно, жара в этой местности не считается ужасающей. Однако такая температура здесь держится на протяжении всего года. При этом потоки теплого воздуха идут не только от солнца - сверху, но и от нагретой почвы - снизу. Именно по этой причине здесь самая высокая температура на Земле.

Стоит отметить, что Афарская котловина представляет собой регион с вулканической активностью, так как совсем рядом располагается вулкан Даллол. Конечно, это адское место является городом-призраком. В далеком 1960 году в этой местности было создано горнорудное поселение. К тому же Афарская котловина является самым отдаленным на планете местом. Сообщение с поселением Даллол осуществлялось благодаря караванным путям, которые направлялись лишь для доставки и сбора соли.

Израиль, Тират-Цви

Итак, где самая высокая температура на Земле, разобрались. Конечно, поселение Даллол - это не единственное уникальное место. В список самых жарких место входит Тират-Цви. Это местно представляет собой религиозный кибуц, находящийся в Израиле. Тират-Цви расположено в долине Бейт-Шеана. В 1942 году, а если быть точнее - 21 июня, здесь была зарегистрирована самая высокая температура на Земле, которая когда-либо была отмечена в Азии. Этот показатель составлял 53,9°С.

Река Иордан поддерживает жизнедеятельность населенного пункта и обеспечивает плодородие грунта. Однако в летние жаркие месяцы лучи солнца просто выжигают эту долину.

Тунис, Кебили

Большинство мест, где была зарегистрирована самая высокая температура на Земле, остается заброшенными. В этот список входит и пустынный оазис Кебили, находящийся в Тунисе. Однако именно здесь местное население спасается от выжигающих солнечных лучей. Ведь здесь есть животворящая вода и, конечно же, пальмы.

Несмотря на все положительные стороны оазис Кебили остается самым жарким. На его территории ртутный столбик подымается, как правило, практически до 55°С.

Мали, Тимбуку

Город Тимбуку, который является частью Мали, имеет богатую историю. Однако город постепенно сдает свои позиции и понемногу отступает перед песками пустыни Сахара. Тимбуку также входит в список самых жарких мест. Нередко на улицах города можно увидеть большие песчаные дюны. Очень часто дома оказываются погребенными под песком, который заносится сюда ветрами.

Конечно, близость пустыни - это еще не самая большая проблема. Население Тимбуку вынуждено бороться с невыносимой жарой. Нередко температура воздуха подымается здесь выше 55°С.

Аравийский полуостров, Руб-эль-Хали

Южная треть Аравийского полуострова поглощена песками пустыни Руб-эль-Хали. Она захватывает часть территории ОАЭ, Йемена, Омана и Саудовской Аравии. Стоит отметить, что Руб-эль-Хали - это песчаная непрерывная пустыня, которая считается самой большой в мире. Помимо этого, эта местность считается наиболее жаркой. За год в среднем здесь выпадает осадков менее 30 миллиметров. Это очень мало. К тому же температура воздуха здесь подымается выше 56°С.

в 10 триллионов градусов по Цельсию была получена искусственным путем на Земле. Абсолютный рекорд был установлен в Швейцарии при эксперименте на Большом адронном коллайдере. А теперь угадайте — где во Вселенной была зафиксирована самая низкая температура? Правильно! Тоже на Земле.

В 2000 году группе финских ученых (из лаборатории низких температур в Технологическом университете Хельсинки) при изучении магнетизма и сверхпроводимости в редком металле Родий, удалось получить температуру всего на 0.0000000001 градуса выше абсолютного нуля (см. пресс-релиз). В настоящее время это самая низкая температура, полученная на Земле и Самая низкая температура во Вселенной.

Отметим, что абсолютный ноль — это предел всех температур или -273.15… градусов по Цельсию. Такую низкую температуру (-273.15 °C), просто невозможно достичь. Второй рекорд по снижению температуры был установлен в Массачусетском Технологическом Институте. В 2003 году там удалось получить сверх-холодный газ Натрия.

Получение сверхнизких температур, искусственным путем — выдающееся достижение. Исследования в этой области чрезвычайно важны для изучения эффекта сверхпроводимости, использование которого (в свою очередь) может вызвать настоящую индустриальную революцию.

Щелкните мышкой по любой синей панели ниже для получения дополнительной информации.

Оборудование для достижения рекордно низких температур

Оборудование для достижения рекордно низких температур, обеспечивает несколько последовательных стадий охлаждения. В центральной части криостата находится холодильник для достижении температуры 3 mK, и две атомные ступени охлаждения, использующие метод ядерного адиабатического размагничивания.

Первые атомная ступень охлаждается до температуры 50 μK, в то время как вторая атомная ступень с образцом Родия, позволила достичь рекордно низкой отрицательной температуры уже в пикокельвиновском диапазоне.

Самая низкая температур в природе

Самая низкая температура в природе

В природе самая низкая температура была зарегистрирована в туманности Бумеранг. Эта туманность расширяется и выбрасывает охлажденный газ со скоростью 500 000 км/ч. За счет огромной скорости выброса молекулы газа охладились до -271/-272 °С.

Для сравнения. Обычно, в открытом космосе температура не опускается ниже -273 °С.

Цифра в -271 °С — является самой низкой из официально зарегистрированных естественных температур. И это значит, что туманность Бумеранг холоднее даже реликтового излучения от Большого Взрыва.

Туманность Бумеранг находится относительно недалеко от Земли на расстоянии всего лишь в 5000 световых лет. В центре туманности находится умирающая звезда, которая когда-то, как и наше Солнце была желтым карликом. Затем она превратилась в красный гигант, взорвалась и закончила жизнь в виде белого карлика с гиперхолодной протопланетарной туманностью вокруг себя.

Туманность Бумеранг была детально сфотографирована космическим телескопом Хаббл в 1998 году. В 1995 году, используя 15-метровый субмиллиметровый телескоп ESO в Чили, астрономы выяснили, что именно она является самым холодным местом во Вселенной.

Самая низкая температур на Земле

Самая низкая температура на Земле

Самая низкая естественная температура на Земле, -89,2 °С, была зафиксирована в 1983 в Антарктиде на Станция Восток. Это официально зарегистрированный рекорд.

Недавно ученые сделали новые замеры со спутника в районе японской станции Купол Фудзи. Получена новая рекордная цифра самой низкой температуры на поверхности Земли -91,2 °С. Однако этот рекорд сейчас оспаривается.

В тоже время поселок Оймякон в Якутии сохраняет за собой право считаться полюсом холода на нашей планете. В Оймяконе в 1938 году была зарегистрирована температура воздуха в -77,8 °С. И хотя на станции Восток в Антарктиде зафиксирована значительно более низкая температура (-89,2 °С), это достижение не может считаться рекордно низким, так как станция Восток находится на высоте 3488 метров над уровнем моря.

Для сопоставления результатов различных метеорологических наблюдений их необходимо приводить к уровню моря. Известно, что повышение над уровнем моря значительно понижает температуру. В этом случае самая низкая температура воздуха зарегистрированная на Земле оказывается в уже Оймяконе.

Самая низкая температура в Солнечной системе

Самая низкая температура в Солнечной системе, -235 °С на поверхности Тритона (спутник Нептуна).

Это настолько низкая температура, что охлажденный азот, вероятно, оседает на поверхности Тритона в виде снега или инея. Таким образом, Тритон, является самым холодным местом в Солнечной системе.

Температура может быть разной. И высокие градусы бывают не только в каком-нибудь месте на Земле, но и у конкретного человека или в конкретном приборе.

Специалисты заявляют, что самая высокая среднегодовая температура, которую фиксировали на протяжении шести лет (с 1960 года и по 1966 года), была зарегистрирована в эфиопском Даллоле. Тогда термометры показывали плюс 34,4 градусов по Цельсию. Вулканический кратер Даллол, впрочем, известен тем, что практически круглый год температура воздуха держится на одном уровне, примерно плюс 34 градуса. Кратер расположен ниже уровня на 48 метров моря, его диаметр достигает почти полутора метров. Это место имеет еще одно название – «врата ада». В течение продолжительного времени здесь довольно трудно оставаться. Однако, здесь есть коренные жители. Местный народ трибесы отличается своей немногословностью и агрессивностью.

А вот в американской Долине Смерти 43 дня подряд (это с 6 июля по 17 августа 1917 года) воздух прогревался до плюс 48,9 градусов по Цельсию.

Долина Смерти

В Западной Австралии, а именно в Марбл-Баре средняя температура была выше плюс 32,2 градусов по Цельсию. И это длилось ровно 162 дня подряд с 30 октября 1923 года и вплоть до 8 апреля 1924 года. При этом, максимальная температура была плюс 48,9 градусов по Цельсию.

Самая высокая на Земле температура, это плюс 58 градусов (и это в тени!) зарегистрирована в ливийском месте Эль-Азизия. Оно находится на высоте 11 метров на уровнем моря. Рекорд записали 13 сентября 1922 года. В этот же день в Саудовской Аравии термометры показывали плюс 58,4 градуса. Разница в показаниях не столь существенная, ее можно сравнить с погрешностью измерений. Поэтому два местечка считаются самыми жаркими в мире, то есть там самая высокая температура.

Обед без огня

Уже в новом веке рекорды продолжились. В ливийской пустыне Дашти-Лут в 2005 году специалисты отметили, что термометры показали плюс 70 градусов по Цельсию. На сегодняшний день это самая высокая температура, которую удавалось зафиксировать в естественной среде.

В такую погоду человек может спокойно приготовить еду без использования огня. В плюс 70 предметы нагреваются под солнцем настолько сильно, что, к примеру, автомобильный капот превращается в разогретую сковородку. И на нем можно без труда приготовить себе первоклассную яичницу. Впрочем, в такую жару по земле невозможно ходить босиком. В тени воздух прогревается до плюс 60 градусов.

И даже, несмотря на такую знойную погоду, в пустыню Дашти-Лут постоянно устремляются потоки туристов. Это место, помимо своей рекордной температуры, славится высокими дюнами. Они могут достигать полукилометра в высоту.

Жаркие звезды

Оказывается, звезды тоже пылают жаром. Температура вещества в их недрах измеряется миллионами Кельвинов. И энергия почти всех светил выделяется после термоядерных реакций преобразования водорода в гелий. Процесс происходит во внутренних областях при высоких температурах. В недрах звезд температура может достигать 10-12 миллионов градусов по Кельвину.

Искусственная температура

Ну а самая высокая температура, которую смог создать человек, равняется около 10 триллионам градусов по Кельвину. Для сравнения, такая жара была, по предположениям, во время создания Вселенной. Рекордный градус получили в 2010 году в Большом Адронном Коллайдере при столкновении ионов свинца, которые ускорили до околосветовых скоростей.

Впрочем, это не единственная рекордная искусственная температура в мире. Американским физикам удалось в лабораторных условиях достигнуть огромной температуры с момента появления Вселенной. Это сделано в результате столкновения ионов золота в Брукхейвенской национальной лаборатории. Во время эксперимента проводилось столкновение ионов золота в коллайдере. Ученые получили кварк-глюонную плазму (после Большого Взрыва Вселенная состояла из похожей кварк-глюонной плазмы в течение нескольких микросекунд) с температурой примерно 4 триллиона градусов по Цельсию. Она держалась всего несколько миллисекунд. Но этого времени хватило, чтобы получить данные для исследований на несколько лет.

Для сравнения, температура ядра Солнца составляет 50 миллионов градусов, а нейтронной звезды, которая сформировалась после взрыва сверхновой 2-го типа – около 100 миллиардов градусов по Цельсию. Получается, что полученное вещество имеет температуру в десятки тысяч раз выше.

Эти исследования, утверждают ученые, позволяют понять процессы, которые совершались на раннем этапе развития космоса. И в итоге физики планируют приблизиться к пониманию того, почему из однородной первозданной массы появилась материя.

Теоретически, самая высокая температура – планковская. Выше нее температуры существовать просто не может, поскольку все будет превращаться в энергию. Рекордная планковская температура примерно равняется 1.41679(11)×1032 K (это приблизительно 142 нониллиона Кельвинов).

Большой адронный коллайдер

Раньше самой высокой температурой в мире считалась температура в 520 миллионов градусов по Цельсию. Это в 30 раз выше, чем температура в центре Солнца. Такую цифру получили 27 мая 1994 года в Принстонской лаборатории плазменной физики в опытном реакторе Токамак.

Человек и кошка…

Самая высокая температура, которая была зафиксирована у человека, равняется 46,5 градусам по Цельсию. Теоретически, такой жар приводит к летальному исходу. Однако, 52-летнего мужчину с таким показателем термометра удалось вылечить. Сделали это врачи американской больница Греди Мемориал, это штата Джорджия. Рекорд был зафиксирован летом 1980 году и был занесен в Книгу рекордов Гинесса. После 24-дневного курса лечения мужчину выписали из госпиталя. Теоретически температура 42ºС - 43ºС является смертельной для человека, поскольку именно при такой температуре сворачиваются белки и нарушается обмен веществ в тканях мозга.

У животных нормальная температура тела превышает привычную человеческую 36,6 градусов. И среди рекордсменов по показаниям термометров присутствует курица. Температура ее тела может подниматься до 42 градусов. Намного больше температура тела ящерицы. На солнце она составляет 50-60 градусов. И это при том, что специалисты относят ящериц к холоднокровным. Ну а самые теплокровные – это птицы. Для их тела норма – 42 градуса. Необходимость в высокой температуре объясняется довольно просто – полет требуют от птиц высокого КПД метаболизма.
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен