什麼是熱？

要搞清楚這個問題，首先，我們要搞清楚什麼是“熱”。如果我們用經典物理學的視角來看這個問題，熱的本質其實是微觀粒子運動的劇烈程度。那這句話是什麼意思呢？

我們都知道，萬事萬物其實都是由粒子構成，比如：分子和原子。而這些粒子並不是整整齊齊排排隊，一動不動的。相反，它們其實是一直處於運動狀態。

而它們運動的劇烈程度的宏觀體現實際上就是溫度高或者溫度低，我們通常用分子的平均動能來描述這件事情。如果平均動能越高，也就是總體上粒子運動得越劇烈，溫度就越高。相反，如果平均動能越低，分子總體的運動越不劇烈，溫度也就越低。

也就是說，我們覺得某個地方很熱，實際上是這個地方的粒子的運動程度要更加劇烈一些所導致的。（這裡要注意一個問題，關於這個“熱”的定義，其實是建立在足夠的粒子數的基礎之上，如果只有極其少的粒子數，其實並不能體現出溫度來。）

那麼問題來，為什麼太陽的輻射可以讓地球升溫呢？

要搞清楚熱量的傳遞，實際上就得先搞清楚熱量都有哪些傳遞的方式，目前來說一共有三種，分別是：熱對流，熱傳導以及熱輻射。

實際上，科學家發現，凡是高於絕對零度（零下273.15°）的物體都會發出熱輻射，也就是說，其實咱們人體也在發出熱輻射，之所以我們看不到是因為這個熱輻射不在可見光波段而已。

而太陽輻射是非常強的一種輻射，之所以強，是因為太陽的核心正在發生核聚變反應，一般處於主序星階段的恆星，都是氫原子核的聚變，生成氦原子核，同時產生釋放出大量的能量，這些能量都以電磁波的形式向外輻射。

這就有點像是一顆超巨型的氫彈在持續向外輸出能量，這個能量有多大呢？

太陽每秒鐘要損失420萬噸的質量，這些質量等效於一定的能量。（這個能量可以用E=mc^2來換算。）這些能量相當於1.8*10^12個沙皇氫彈，9.192*10^12萬TNT炸藥，都最終以電磁波的形式向外輻射了。

而我們要知道，電磁波輻射是不需要介質的，它其實是可以在真空中傳播的，這速度就是光速c=3*10^8m/s。而宇宙是非常空曠的，宇宙的平均密度要低於一平米一個氫原子的水平。因此，就如同我們上文提到的，溫度要體現出來的前提是足夠多的粒子數，但太空中並沒有。所以，熱輻射可以很自由地穿行於宇宙當中。我們現在太空中還有宇宙微波背景輻射，是宇宙大爆炸時留下來的餘熱，它們就在宇宙中自由地傳播，溫度大概是2.7開爾文，也就是比絕對零度高2.7度。

由於太空的這個屬性，使太陽輻射在傳播過程中極少被削減，這才使得地球可以接收到太陽輻射。而地球相對於“幾乎真空”的太空來說，簡直就是一個物質密度極大的天體，分子數足夠多，因此，這些熱輻射可以使得地球上的分子運動變得劇烈，這也就是得地球的溫度升高了，說白了就是構成地球的粒子的運動變得更加劇烈了。這也就是為什麼地球可以接受到太陽能量的原因。

不過，如果太陽輻射都照到地球，地球就會變得非常熱，生物根本不能存活。實際上，地球所接收到的太陽輻射只佔總輻射量的4.5*10^（-10），而人類真的使用上的只有4.5*10^（-14）。

你可能感受不到這差別有多大，我們可以用錢來類比，如果太陽每秒向太空撒70萬億的錢，那麼地球接收到的只有3萬元左右，人類能夠撿到的只有3元左右。其餘的，大多都以熱量的形式散失了，所以，我們對於太陽能的使用效率是極其低的。

因為根本沒有真空存在。我們之所以認為有真空，是因為我們的振動頻率低，只能看到一定頻率範圍內的東西，只能聽到一定頻率範圍內的聲音，只能理解一定頻率範圍內的概念。隨著我們靈魂的進化，意識水平的提高，我們會看到現在看不到的東西，聽到現在聽不到的聲音，理解現在理解不了的概念。

看了那麼多答覆，許多人也說不清楚為神馬。其實簡單，只要明白幾個道理即可，其一，能量守恆定律，其二，E=mc^2，著名的質能公式。

說白了就是其一粒子動能傳遞給了地球的粒子，其二，質量可以轉化為能量。地球在以太陽這個巨大輻射體為中心執行時候，也在接受其粒子的“轟擊”，包括光子、β，阿爾法，伽馬粒子等。這些高速粒子在轟擊物體的時候，一則會將動能轉為熱能，二則造成電子躍遷釋放出熱能，三則甚至發生核子反應。所以地球是在被太陽輻射“加熱”的！至於真空嗎，大家知道真空是空無一物的，所以不會被轟擊到什麼，所以無法被輻射“加熱”！。

至於你說的“真空不導熱”，純粹是“蝦扯蛋”式的前置判斷。

在冰冷的宇宙空間，即便是太陽與地球之間的空間，那裡最多也僅有零上幾K的溫度，而為什麼Sunny卻能透過這超低的溫度來給地球加熱？從這一點來看，我們日常生活中所認知的熱傳導肯定是起不了任何作用，當然也肯定不能起作用。

那麼為什麼熱傳導在真空中不能起作用？道理很簡單，沒有物質的熱傳遞。物質的熱傳遞是依靠物質粒子緊靠著物質粒子來進行一種熱運動的能量傳遞的。在太空中，物質粒子的密度至少要比地球大氣中的粒子密度小一千倍以上，而空氣本身的傳熱係數本來就是非常小，那如果在太空中呢？由於粒子幾乎沒辦法有效地將其能量傳遞給下一個粒子，因此熱傳遞根本就沒辦法在太空中展開。

熱傳導不行，剩下的最大可能肯定就是輻射了，輻射不止可以讓地球升溫，也能讓沒有大氣的月球升溫，當然更能讓充滿溫室氣體的金星升溫，而這升溫到底是怎麼回事呢？

Sunny，即是從太陽輻射到地球上的所有光，除了可見光外，其中包括不可見的紫外光跟紅外光，它們內部是蘊含著能量的，而這光中的能量其實並不是所有的物質被輻射到都能吸收的。對於這點，我們可以以溫室氣體為例來簡單說一下：

最著名的溫室氣體是二氧化碳，當然還包括有甲烷，臭氧以及水蒸氣等，而大氣中的氮跟氧都不屬於溫室氣體。同時氣體的分子，為什麼有些是氣體，而有些不是呢？其實這主要還是與分子內的原子振動頻率有關。不同的光波具有不同的頻率，同樣不同的原子實際上也同樣有著不同的振動頻率，當某個光的波段的頻率與氣體分子內的振動頻率相吻合時，該光就會對該氣體分子產生作用，然後使得該分子獲取到該光的輻射能量。

獲得了光的輻射能量之後的分子就會透過熱傳遞的作用將熱量給傳遞給它旁邊的分子，讓其他分子受熱並最終達到氣體升溫的效果。因此可以說，地球能夠接受到太陽的熱量，這本質上就是地球上的物質因為收受到了Sunny不同波長頻率的照射，然後這些光會使物質上的粒子產生一些振動，進而產生了熱量，最終達到了一個傳播熱量的效果。

PS：紫外光是一種短波但頻率很高的高能量波，它目前沒辦法照射到地球表面是因為在地球上空有著一層我們幾乎所有人都知道臭氧層。臭氧分子透過振動的方式去吸收了太陽照射而來的絕大部分紫外光，直接避免了大量紫外光照射到地面上，然後傷害到地面上的生物的情況發生。要是沒有臭氧層的存在，地球大氣中的氮氣、氧氣、氦氣、二氧化碳、甲烷等氣體根本就吸收不了紫外光，這樣紫外光直闖地面，然後照射到動物身上，由於它具有較強的穿透能力，它會與我們細胞內的蛋白質分子，DNA鏈等發生一種高頻能量波的衝擊作用，然後打亂這些生命大分子的生命結構，最終使它們變性，失活甚至是變異。

太陽產生的能量是透過大量的氫元素核聚變釋放的電磁輻射，而電磁輻射的傳播並不需要介質，所以即使外太空這個接近絕對真空的環境中，電磁輻射也會毫無干擾地到達地球。

太陽產生的電磁輻射所產生的能量是不同的，根據普朗克輻射定律，波長短頻率高的電磁波的能量最大。從太陽輻射光譜來看，紫外線的輻射能量最大，而紅外線的能量最小，所以我們生活中常常說到要用各種物理遮蓋或者化妝用品保護紫外線的電磁輻射傷害！

太陽輻射抵達地球附近後會穿越厚厚的大氣層，此時空間內會有各種各樣的氣體分子。我們按離地面的高度來說的話，從高到底，分別有平流層中的臭氧和少部分水汽，對流層中氧氣，水，二氧化碳和其他含量較少的物質。而對流層佔地球大氣層的75%左右，要知道，正是對流層中的氣體對地球溫度起到了決定性作用，為什麼這麼說呢？

二氧化碳導致溫室效應

大部分的太陽電磁輻射中的高能輻射被地表直接吸收，而佔少部分是被地表空氣中的氣體分子吸收。當地表物質的溫度上升時，其也會向外發射電磁輻射，只不過地表發射的電磁輻射集中在長波輻射（因為其溫度較低）。此時，空氣中的水分子和二氧化碳會吸收這些長波輻射使空氣溫度變高，這也是人們常常把二氧化碳稱之為溫室氣體的真正原因。

人類生活在地球上，當到了夏天時，總是感覺到格外的熱，其實這個熱分為兩方面：

1.太陽的電磁輻射逐步轉化，直到被空氣中的氣體分子吸收轉化為空氣的內能，使得我們生活的環境溫度變高。

夏季高溫

2.當我們在太Sunny下照射時，太陽輻射會直接被我們的面板所吸收。如果夏天中午的時候很可能會造成面板灼傷。

綜上所述，太陽釋放的能量是以電磁輻射的形式發出的，因為外太空沒有密集的空氣分子，電磁輻射並不會立刻被吸收，也不會透過熱傳遞的方式將熱量傳遞下去。而是以電磁輻射的方式傳遞能量進而被人體吸收或者氣體分子吸收導致溫度變高的。

因為太陽並不是透過熱傳導給地球加熱的，而是透過熱輻射。熱有三種方式傳播：熱傳導、熱對流、熱輻射。

簡單來說，熱傳導和上面牛頓球的原理差不多。熱能的本質說到底是系統內分子的動能，加熱就是加速分子的運動，然後受熱分子再把多餘的能量遞給周圍的分子，也就是透過相互碰撞將熱量傳遞給其它分子。這種分子與分子之間的碰撞就叫做熱傳導。

換而言之，一個孤零零的分子在空曠的宇宙中即便再狂暴，無法碰撞其他分子，也就無法傳遞它多餘的能量。

真空就是一片空曠的空間，幾乎沒有什麼分子，或者說它們相距甚遠無法發生碰撞，所以真空才不導熱。即便太陽表明溫度可以達到5000-6000攝氏度，太空的溫度依然是零下270多度。

為了跨越虛無的真空，熱量只得以另一種方式傳送，它就像動感光波一樣，只有命中目標才能彰顯其威力，這就是熱輻射。因為熱輻射只能加熱它穿過的分子或物體，其餘的都不能被加熱。

因此，宇宙中即便有如此多炙熱的恆星，卻依然充滿了冰冷與黑暗。太陽輻射只有接觸到實實在在的物質，才能把熱量傳遞給它。當太陽輻射到達地球的大氣層時，能量被大氣分子吸收，它們再把多餘的能量傳遞給周圍的分子，這種連鎖反應讓太Sunny直射的地方溫度升高。

為了讓地球上的溫度可調控，還需要有另一種熱量傳遞方式。

空氣就像毫無定性的浪蕩子，給點Sunny就飄飄然，不能自拔。在重力的作用下，空氣受熱後，肆意狂奔的氣體分子讓密度降低，導致熱空氣上升；空氣受冷後，萎靡下來的氣體分子又讓密度增大，而導致冷空氣的下降，這種迴圈就是熱對流。熱對流對地球上熱量的分散十分重要。

在沒有重力的真空中，熱對流同樣不可能發生。宇宙中總是充滿著極度溫差。

熱對流不僅發生在大氣中，也發生在海洋中，什麼洋流、厄爾裡諾現象和拉尼娜現象都與它密切相關。簡單來說，一切熱量在流體介質中的傳遞過程都叫做熱對流。

對於人類來說，宇宙中的極端溫差是一種挑戰。美麗的宇宙如此極端，讓人類覺得SO CRAZY。

但相比於宇宙中上百度溫差變化的芸芸眾星，地球更像那個不合群的怪胎，我們的大氣層竟然能在極冷與極熱的交融中保持著溫暖，對其他星球來說是難以想象的。

或許地球在其他行星的眼裡，活得就像一個殺馬特！

太Sunny是透過熱輻射的形式傳到地球的，以熱輻射傳遞熱時不需要介質。任何物體溫度只要高於0K就會釋放熱輻射，直接透過電磁波輻射向外發散熱量，傳導速度取決於熱源的絕對溫度，溫度越高，輻射越強。

熱的另外兩種傳導方式：

1、熱傳導

熱能從高溫向低溫部分轉移的過程，是一個分子向另一個分子傳遞振動能的結果。各種材料的熱傳導效能不同，傳導效能好的，如金屬，還包括了自由電子的移動，所以傳熱速度快，可以做熱交換器材料；傳導效能不好的，如石棉，可以做熱絕緣材料。

2、熱對流

指由於流體的宏觀運動而引起的流體各部分之間發生相對位移，冷熱流體相互摻混所引起的熱量傳遞過程。不同的溫度導致引起系統的密度差是造成對流的原因。對流傳導因為牽扯到動力過程，所以比直接傳導迅速。