¿A cuántas millas del sol hay unos cómodos 75 grados?

En un espacio casi vacío, la pregunta tiene poco significado, uno necesita un cuerpo masivo para retener y irradiar el calor.

Imagine una esfera de Dyson , que rodea completamente al Sol. Supongamos que es lo suficientemente grueso. En primer orden, absorbería los fotones solares ópticos en su interior y irradiaría radiación infrarroja en su superficie externa,

Entonces, ¿a qué distancia para una temperatura ambiente de 300 Kelvins? Radiación total del cuerpo negro es proporcional al cuadrado del radio de la esfera en cuestión y la cuarta potencia de su temperatura .

El Sol tiene una temperatura de 5777 Kelvins, y (5778/300) a la 4ta potencia es 137,600, toma la raíz cuadrada de eso y multiplica por el radio del Sol de 695,700 kilómetros y obtienes un radio de esfera Dyson de 258 millones de kilómetros o 1.72 Unidades astronómicas.

Pero en realidad tienes que corregir el albedo (reflectividad) y los efectos atmosféricos de efecto invernadero . Para la Tierra, el albedo es 0,3 y eso da como resultado una temperatura teórica por debajo de cero. ¡Es bueno tener atmósferas!

Ciencia planetaria

¿Te refieres a 75 F? Para convertir Fahrenheit a Rankine (“Fahrenheit absoluto”) agregue 459.67, por lo que 75 F se convierte en 534.67 R.

Para ser consistentes, también debemos proporcionar la temperatura efectiva del Sol en Rankine. De acuerdo con la Hoja del Factor del Sol, la temperatura efectiva del Sol es 5772 K. En Rankine esto es 5772 * 9/5 = 10390 R. (Rankine es un buen terreno común para Fahrenheit y Kelvin porque solo tienes que sumar Fahrenheit y multiplicar por Kelvin .)

Una interpretación razonable de su pregunta sería para el caso de un planeta muerto con cero albedo y sin vapores o gases de efecto invernadero. (El agua del planeta podría haberse evaporado al espacio, así que BYOW, la atmósfera podría contener un 20% de oxígeno perfectamente transpirable y un 80% de nitrógeno sin CO2 desagradable ni metano, etc., y la superficie es piedra pómez negra como el humo de los volcanes inactivos).

La fórmula que uso para ese caso es simplemente rT ^ 2 = Dt ^ 2 donde r es el radio de la estrella, T es su temperatura aparente, D es el diámetro de la órbita del planeta y t es el “4 promedio” del planeta. temperatura de la superficie. Esta fórmula se deriva fácilmente de la geometría y la ley de radiación de Stefan-Boltzmann.

(Aquí, “1 promedio” es la noción usual de promedio, “2 promedio” es raíz cuadrática media, así que puedes adivinar qué es “4 promedio”. Lo uso porque la ley de Stefan-Boltzmann dice que irradió el flujo F en W / m2 es F = sT ^ 4 donde s es la constante hecto-Stefan-Boltzmann 5.67 y T es la temperatura en hectokelvin hK, por ejemplo, 273.15 K es 2.7315 hK.)

Por lo tanto, para su problema D = r (T / t) ^ 2. Esto funciona para cualquier unidad (millas, km, Kelvin, Rankine) siempre que las temperaturas sean absolutas.

De la Hoja Informativa del Sol, r = 695,800 km o 0.432 millones de millas. Desea t = 534.67 R, dando D = 0.432 * (10390 / 534.67) ^ 2 = 163 millones de millas. Por lo tanto, la distancia del Sol debería ser la mitad de esto, o

RESPUESTA: 81.5 MILLONES DE MILLAS.

Esto está un poco más cerca del Sol que los 93 millones de millas de la Tierra porque nuestro hipotético planeta no tiene efecto invernadero. Por otro lado, su cero albedo significa que absorbe toda la irradiancia solar de la parte superior de la atmósfera allí. Si el albedo hubiera sido 0.3 de la Tierra, nuestro planeta hipotético necesitaría acurrucarse aún más cerca del Sol para alcanzar sus “cómodos 75 grados”. Y si hubiera habido un efecto invernadero además de eso, tendría que retroceder un poco.

No creo que tu pregunta tenga mucho sentido. El espacio es generalmente frío. Los objetos en el espacio que están iluminados por los rayos del Sol, absorben la radiación del Sol y se calientan, si los rayos del Sol fueran bloqueados por la Luna o un planeta, el objeto pronto se volvería muy frío. No hay una distancia del Sol donde la temperatura ambiente sea de 75 grados, incluso muy cerca del Sol, si se corta la radiación, todavía hace bastante frío.

Sobre la distancia donde está la Tierra en su órbita, 93,000,000 millas.