空と気温と絶対零度について。(長年の疑問をぶちまけてみます!!)

質問

１、授業中、空を眺めていて疑問に思ったことがあります。オゾンは淡青色と習ったので、だから空が青いのかー、と納得しました。ですが、おかしな点があって・・・地球を覆っている空(オゾン)が淡青色なのに、なぜ宇宙から地球を見たら、青い丸い物体に見えないのだろう??と思いました。完全な青じゃないから透けて見えるんですかね?・・・にしても（森とかの）緑色とかクッキリ見え過ぎているように思います。

２、これは夏頃におかしいと思ったのですが、僕の教室は四階です。とても暑かったです。先生は「室内じゃ上のほうに熱いのがくるから最悪だねココ。」と言っていました。そこで質問なんですが「室内では熱いのが上にいく」とよく聞きます。ですが山を登れば上が寒いです。何で正反対になるのですか??僕は馬鹿なので太陽に近いほうが熱いと思っています。なので熱いのは上に行くのはあっていると思います。ですが、山の頂上が寒いのも事実です。あぁ、もう何がなんだか・・・(;_;)

３、これが一番気になっていることです!!!!冷たいものって限界がマイナス２７３℃です。熱いものって限界がないです。(と思っています)ではポケモンみたいに両者をぶつけてみたら、熱いものが勝つんですかね?でも絶対零度は熱運動も止める、みたいなこと書いてたので、どんなに熱いものでも、冷たいものが勝つんですかね?
長々とすいませんでした。ものすっごいくだらない質問ですが、ずっと気になっていたので、僕でも分かりやすく説明してもらえると嬉しいです;;お願いします!!

回答No.3

potachie

１．大気による光の散乱によって空は青色に見えます。空気の色自身ではありません。海が青いというのとちょっと現象が違っています。
ところで、空が明るいこと自身がヘンだということに気づかれていますか？　暗い宇宙空間に地球が浮かんでいるわけですから、大気の散乱で光が分散しない限り、ナイターの野球場のライトのように太陽が見える（夜空の星のように見える）はずですよね。背景はあくまでも暗いはずです。ただ、昼は、太陽がない部分の空も明るいですよね。
実際、月や火星のようにほとんど大気がない星からは太陽は夜道の懐中電灯のように見えます。
宇宙から地球を見た場合も、地球の縁に見える大気層は透明な青に見えます。ただ、大気層って１０～３０ｋｍ程度ですが、地球の半径は６４００ｋｍ程度あります。大気層は地球の半径に比べてかなり薄いので、地球は丸い物体に見えるような写真では大気層は薄すぎて見えない状態になります。
地面から見た場合、太陽光が通る大気層が短いと散乱が弱く青色に、大気層が長いと散乱が強く赤色が強くなります。

２．熱気が上に溜まるのは空気の対流のせいです。暖かい空気は上に上るわけですね。
山で高地の方が寒いのは、地面が少ないためです。地球は、ほぼ全ての熱を太陽光と地熱からもらっています。太陽光は、光として熱を運びますから、モノにぶつかってはじめて熱に変わります。電気ストーブでは、光が当たったところが暖かくなりますよね。それと同じです。高地は低地に比べて地面が少ないため、暖まりにくいため寒くなります。
なお、低地で暖められた空気は、上昇すると膨張し「仕事」をするため、温度が下がります。100メートルで約１度下がります。建物内ではたいした温度低下ではありませんが、山では数度下がるわけですね。この現象のため、暖かい低地の空気が高地に上っていっても温度が下がってしまい、暖める効果は弱いわけです。

３．熱いモノにも限界があります。相対性理論ってご存じでしょうか？　モノは（真空中の）光よりも速い速度にはなりません。
熱は現象としては、分子の振動です。絶対温度零度は分子が振動していない状態です。逆に分子の振動速度が光の速度を超えることはないんです。
なので、足して2で割る温度というのが存在します。（エンタルピーというのは習っていますか？）
さて、ご質問は、仮に熱に上限がないとした場合の話で、無限に高い温度が存在する前提ですから、上記の回答は誤りとなります。無限に高い温度と、絶対零度を足して2で割っても、無限に高い温度となりますから、ご質問の前提でご質問のケースでは、熱いモノが勝つことになります。
ただ、コレは前提が間違っているので、実際には起こりません。

回答No.2

org1

オゾンは確かに淡青色ですが，ほんとにかすかな色です。オゾン層はとても薄いもので，これが空の青とは事実上関係ありません。もしそうなら夕焼けが説明できません。

フタがあるかないかですかね。四階でも吹き抜けで天井がなければ日陰は涼しいでしょう。
また，四階と山を比べるのは無理があります。四階の高さでは無視できる断熱減率という現象が山では無視できません。

ほんとにおおざっぱに言うと，最終的には足して２で割った状況になります。どちらかが勝って消滅するようなことはないです。

回答No.1

nismo2008

1番の質問は完全に青で可視光線が通らないわけではないので下のダイチの様子がある程度見えます。霧がかかってるのと同じですね。

2番の質問は、太陽から受ける熱は地面に跳ね返った反射熱が熱であって直接は感じないんです。紫外線はモロにくらいます。山の上でゴーグルとかするのはそのためですね。先生は「熱いのが…」といったのは反射熱で暖められた空気は上昇してくるので上のほうが熱くなるといったのでしょう。
屋外では、こうして暖められた空気も上昇するにつれ冷たい空気と混ざり冷やされるので高高度になると暑さがなくなるのです。

3番の質問は、どっちが勝つというか相殺されるだけだと思います。
たとえれば、「絶対零度」は「運動をまったくしていない車」、「熱いもの」は「300km/hで運動している車」にたとえます。
「絶対零度」と「熱いもの」を混ぜるということはぶつけるということですよね？
この車をぶつけてみます。

当然、止まっている車はぶつかった反動で動き、300km/hの車はぶつかった衝撃で速度が緩まります。それと同じ現象が起こるのではないでしょうか？

専門家ではないのであってないかもれませんが、私もだいぶ前に煮たようなことを考えた経験があってその結果がこれに行き当たりました。
私の勝手な見解です。参考程度に止めておいてもらえると幸いです。