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Bruzote
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你的目前最流行的答案完全没有提到你的假设是不可能的,因为它违反了热力学定律,所以我将提供我自己的答案。

对提问者,你的假设地下存在最低温度,地表和地球深处温度更高。然而,这种“热三明治”不可能存在由于以下问题,我将指出。它将因为它违反一些关于能量传递(热力学)的基本原则。

你的假设地下存在最低温度,地表和地球深处温度更高。然而,这种“热三明治”不可能存在由于以下问题,我将指出。它将违反一些关于能量传递(热力学)的基本原则。

目前最流行的答案完全没有提到你的假设是不可能的,因为它违反了热力学定律,所以我将提供我自己的答案。

对提问者,你的假设地下存在最低温度,地表和地球深处温度更高。然而,这种“热三明治”不可能存在因为它违反一些关于能量传递(热力学)的基本原则。

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你的假设是,地下会有一个最低温度,地表和地球深处会变暖。然而,这种“热三明治”是不可能存在的,因为我将指出以下问题。它会违反一些关于能量传递(热力学)的基本原理。

你可能知道,当较热的物质与较冷的物质接触时,热量会从较热的物质传导到较冷的物质。这符合热力学第二定律。所以,“热三明治”的冷部分会立即开始变暖,因为它吸收了上面和下面的热量。它不会与其他层“处于热平衡”,最终会消失。那么,你是认为三明治中有一个暂时的冷却层,还是认为它自地球形成以来一直存在?我向你保证,根据热传导物理学,在地球存在的45亿年里,地球上任何凉爽的层都应该在很久以前就变暖了。所以,你的假设只有在这层是最近放进去的时候才对。你有什么办法能创造出一个很酷的地下岩层吗?

低温层形成(或从地球形成之初就持续存在)的唯一方式是,它能够以某种方式将热能转化为另一种形式的能量。因此,从三明治外层(从上面和下面)进来的热量必须不断地转化为另一种形式的能量(如化学变化或物质的相)。从技术上讲,这个过程不会违反能量守恒定律,它仍然是一个热能的“汇”。它会让你的酷层持续存在。然而……

基本上没有那么大的热量吸收,你认为这层很冷的地方存在。所以,除非你知道有一个地下冷却系统,否则你自己对冷却层的假设只是一个没有坚实物理基础的假设。你有什么理由认为地球上有一个地下的凉爽层吗?也许你在想,在一个温暖的春夏日子里,挖掘机如何挖进泥土,露出一些凉爽的土壤。如果是这样的话,这些温度变化每天和季节都在变化,但它们不会出现在土壤下100英尺的地下岩石中。

事实上,地球上每一个暴露在外的部分都在温度上波动。所以,在微观尺度上,当表面变暖时,从技术上讲,下面有一层较冷的层。然而,这一层是暂时的,不会那么深。由于光辐射(加热)的影响,由于红外辐射(日落后)的热量损失,露水或霜的蒸发或凝结,或传导到与表面接触的任何空气或水中,表面可以迅速改变温度。(换句话说,对流不是这样一种表面传热机制,因为它只能在物质的流动相内传递热量,而不能在固定的土壤界面上传递热量。)

还有一种影响土壤甚至某些岩石温度的机制,那就是由于土壤或岩石内部液体流动而产生的热能(正或负)的传输。例如,流入地下河流的冷雨水可以冷却流经的岩石。不过,总的来说,一旦你到达大约10-50英尺深的地方,地球表面的温度通常会随着时间的推移而缓慢变化,这取决于你在哪里以及有多少水渗透进来。该深度以下的温度曲线保持稳定,随着深度的增加而升温。

顺便说一下,地球自形成以来,经过45亿年的冷却,内部如此温暖的原因是地球上的铀正在衰变。原子衰变释放热量。原子能量的释放与核裂变反应堆的机制基本相同,但反应的速度要慢得多。由于地核的铀含量极低,这意味着地核不会通过裂变产生热量。然而,地核保持着温暖,因为它无处散热。(从技术上讲,在核心有几个相对较小的热源和散热器,但我不会在这里提到它们。)

这是一个关于土壤和岩石温度如何在一个地点变化的图表:

一个地点的土壤和岩石温度如何变化的图表。

(来源:https://www.builditsolar.com/Projects/Cooling/EarthTemperatures.htm

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