真空

質問

真空では気体が存在しないということは真空状態では温度はどうなっているのでしょうか？？？？
1/2mv^2=3/2kTで温度とは分子の運動の激しさのことである、と習ったのですが、そもそも気体がなかったら、温度はどうなるのでしょうか？？？？

回答No.5

apple-man · ベストアンサー

まず、すでにある回答の中で、１，２は間違いで、４は誤解しています。
Ｎｏ．３が説明としては正しいと思いますが、説明が不十分と思います。

＞真空では気体が存在しないということは真空状態では温度はどうなっているのでしょうか？？？？

　専門書にも説明が不十分なものがありますが、温度とは本当は
電磁波（赤外線）の振動による★熱エネルギーの事なんです。

＞真空状態では温度はどうなっているのでしょうか？？？？

　真空でも熱エネルギー、つまり電磁波（光）は存在しています。
だから太陽の光で地球は温められているわけです。

＞1/2mv^2=3/2kTで温度とは分子の運動の激しさのことである、と習ったのですが、

　それは、熱エネルギーを●質量を持つ気体分子の運動に変換した式で、
対流熱（気温）を示すものです。太陽からの熱エネルギーは、質量ゼロの
光子によって伝えられていますから、この式は使えないんです。

＞そもそも気体がなかったら、温度はどうなるのでしょうか？？？？

　気体がなくても温度、つまり熱は存在します。気体が入り込んでいなくても、
物質には温度があるので、手で触って熱いとか冷たいとか感じるわけです。

　温度、つまり熱には３種類あり、言われている（質量を持つ）気体分子の
運動から定義する★対流熱（気温：気体の温度）、原子の振動から定義する
物質の★伝導熱（物質の温度）、それと電磁波の振動から定義する★輻射熱
（赤外線の持つ温度）があります。

＞そもそも気体がなかったら、

　気体がなければ、気温（対流熱）は存在しないわけです。しかし
気体が殆ど存在しない宇宙は寒いわけではありません。
宇宙でも太陽の光を浴びれば熱いんです。例えば宇宙服を着た
人間が宇宙で太陽の光を浴びると、まず太陽の光（電磁波：輻射熱）が、
宇宙服にあたり、それが宇宙服の材質原子の振動（伝導熱）に変わり、
その影響で、宇宙服内の空気の温度（対流熱、気温）が上がります。

　こんな仕組みで宇宙服や宇宙船の温度がどんどん上昇しては
困るので、宇宙服も宇宙船も光を反射する鏡のような光沢や、
白い色で統一しているんです。

＞
＞そもそも気体がなかったら、

　日常生活の中で、温度計で温度を測るという事は、対流熱と
輻射熱を（温度計の）物質の温度、つまり伝導熱に変換している行為なの
ですが、真空の宇宙では、対流熱がなくなるだけで、太陽の
光などによる輻射熱は存在しているので、温度は測定できるんです。

回答No.6

leo-ultra

>まず、すでにある回答の中で、１，２は間違いで、４は誤解しています。Ｎｏ．３が説明としては正しいと思いますが、説明が不十分

＃４です。どの部分が誤解なのかよくわかりません。ご指摘いただけたら幸いです。

＃５さまのご説明、やさしく書かれており、好感がもてますが、やさしくする過程でどうしても科学的正確さが一部失われている感じがします。

多少は目をつぶるとしても気になるのは「気体分子の並進運動の平均エネルギーを『対流熱』と呼ぶ」点はです。気体の分子運動と対流というのは、別の概念です。

前者はまさに原子レベルの運動ですが、
対流というのは、気体を粗視的に流体と見たときのもっと巨視的な運動です。

回答No.4

leo-ultra

この話はもう何度も過去にこのカテで議論されていますので、過去のものを検索して下さい。

１）真空は気体分子が少ないということであり、まったく無いわけではありません。気体分子が１個もないような「完全な真空」はこの世の中にはありません。

２）仮に「完全な真空」があっても、そこは電磁波で満たされており、それが真空の周りの壁（真空容器）の温度と熱平衡にあるので、「完全な真空」の温度も周りの温度を同じです。真空ポンプじゃ光子（電磁波）を吸い込むことはできない。

３）絶対零度というのは嘘！

回答No.3

ojisan7

物質のない真空に温度はどのように定義できますか。質問者さんも述べているように、温度とは分子の運動の激しさですよね。真空には電磁波がありますが、電磁波は物質ではありません。困りましたね。
そこで、その解決策として、「物質と電磁波の熱平衡」という考えを導入するのです。真空中に物質を置いて熱平衡の状態になるまで待ちます。そして、その物質の温度を測るのです。こときの物質の温度を、真空の温度と定義するのです。
より、厳密には、物質と電磁波が熱平衡にある状態として、「黒体輻射」という考え方を用いますが、直観的には上に述べた説明を理解するだけで充分です。

回答No.2

noname#74145

気体が全く無くてもその部分に外部から様々な波長の電磁波が入った場合そのエネルギーに相当する温度が有ると解釈できます。

宇宙背景放射がある為に真空の宇宙空間の温度が絶対温度で３Kと言うのがそれですね。

回答No.1

kawakawakawa13

温度自体は絶対零度です。
ただし、光や電磁波等が当たる場所は、高温になります。