太阳的能量来自(太阳的能量来自于什么)
专栏
2024-04-12 08:56
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目录太阳的能量来自,太阳的能量来自于什么?
太阳的能量来自于内部的核聚变反应。
太阳上主要是氢,占70%以上;其次是氦,其他元素加起来也只有1%。太阳核心的温度高达1500万度,有2500亿个大气压。在这样高温、高压条件下,太阳内部每时每刻都在进行着氢聚变为氦的核反应。就在这种核聚变反应中,会释放出巨大的能量。
在核聚变链式反应中,两个氢原子核(质子)聚合,放出一个中子和一个中微子,生成一个氦2核。氦2核再与一个氢原子核反应,放出一个γ光子,生成一个氦3核。两个氦3核聚合,生成一个稳定的氦4核,同时放出两个质子。整个过程中,四个氢核聚合,生成一个氦4核,同时放出两个中子、两个中微子和两个γ光子。太阳向外释放的能量,绝大部分由γ光子携带。
太阳生生不息的能量来自哪里?
太阳上的能量源于引力。引力导致物质相互挤压和摩擦,摩擦使得原子成为了离子,同时放出电子并产生物质之间的排斥性碰撞运动。最终导致物质膨胀和逃逸。这就是太阳能的来源。
首先,我们要弄清楚的是摩擦生温原理。当我们拿着一块粗糙的毛巾去快速地在铁板上来回摩擦后不难发现,毛巾和铁板都发热了。这是什么原因呢?
互相贴近的两个物体作反方向快速运动时,必然会从毛巾和铁板上剥离出其中一部分分子、离子和电子等颗粒物出来。同时毛巾与铁板接触部的空间气体分子也一样受到摩擦而分解成离子和电子。分解出来的这些颗粒物并非是静止不动的,而是高速运动的。这就是摩擦能——电子的运动动能。
一块粗糙的毛巾和铁板,它们原本都是在化学键合力的作用下聚合在一起的两个物体。当人为给它们施加上了剥离力以后,毛巾和铁板上的化学键合力被拆散分解了开来。毛巾和铁板的接触面上一部分原来业已成键的离子分开后,离子趋向于成为原子(吸引环境自由电子成为原子的核外电子)。根据物质分解时会吸能。本该是摩擦吸能降温(吸收环境电子运动)才是。却此时为何产生热量了呢?原来,若要让离子、电子从毛巾和铁板上面剥离出来,就必须给它施加上与化合键力相对应的力,才能让化合键松脱,这个人为施加上的力,也就是能量的付出。即摩擦力运动导致了微观粒子的运动(拆键力)、微观粒子运动性碰撞直接导致毛巾和铁板发热和膨胀。摩擦时原子吸收环境电子的数量有限,从而对环境和毛巾、铁板的降温也极为有限。这样在摩擦过程中体现出来的多是微观粒子运动动能。即能量。
太阳上的物质,由于自身巨大的引力导致了巨大的压力,物质之间摩擦力非常大。可以相见,那里的物质都已经碎裂成了等离子体,它们之间不断发生着摩擦、膨胀、中和、碰撞和逃逸。太阳内部与外部之间由于能量分布悬殊(内部能量高;外部能量低),那里的微观粒子运动趋势力非常大。内部物质的膨胀(气体)不断产生浮力,从太阳内部冲向表面,使得太阳表面上的物质犹如汪洋大海一般,无风也是三尺浪,由此不断地向外喷射出微观粒子(电子)流。这就是太阳能量的来源。
太阳的能量并非来自于人们所说的核聚变。事实上,它跟地球内部能量产生机制是一样的,都是引力促成物质之间的摩擦力所导致。
太阳是靠什么持续散发热量的?
太阳的热量来源于核聚变反应。太阳质量的主要构成就是73.46%的氢,24.85%的氦。在太阳的强大压力下,太阳核心处的氢会发生核聚变,并生成氦。
图:质子﹣质子链反应
在太阳核心处,氢的密度达到了每立方厘米150克,是同等体积水的150倍。
太阳每秒钟进行9.2×10∧37次质子/uploads/title/20240103/659527f13083b.jpg质子链反应,将6.2亿吨的氢聚变成氦,其中大约0.7%的质量被转化成能量,释放出3.846×10∧26 W的能量,相当于9.19×10∧16吨TNT的爆炸产生的能量。大约是40亿个地球上最大的氢弹爆炸的威力,就它一秒钟的能量全部作用于地球,就能毁灭地球。
图:红巨星会膨胀到地球轨道
太阳还能燃烧50亿年,即使是这样,它只是将核心处的氢和氦聚变成了碳和氧。外层大部分的物质会在成为红巨星后,被强烈的太阳风抛洒入太空之中。
太阳的能量来源?
太阳的组成成分中71%是氢,26%是氦,还有少量其他元素。在太阳内部极端高温和极端高压(约2500亿标准大气压)的条件下,氢原子会发生热核反应,具体而言包括“质子—质子链反应”(pp链)和“碳氮氧循环”(CNO循环)两种过程,但是最终的净效果都是4个氢原子核聚合成1个氦原子核。在这个物质转变的过程中,有一小部分质量会损失,然而正是这一小部分“丢失”的质量转化为巨大的能量了。这个产能原理类似于地面上的氢弹爆炸。
太阳每秒要消耗6.3亿吨氢,其中损失的420万吨质量会变成3.8×1026焦能量,相当于爆炸100亿颗百万吨级的氢弹。因此,我们可以形象地说,正是太阳核心区域持续不断地发生无数的大规模“氢弹爆炸”,为太阳提供了源源不断的能量,为我们带来长久的温暖和光明。
太阳靠什么产生能量?
核聚变。
太阳的能量来自于内部的核聚变反应。太阳上主要是氢,占70%以上;其次是氦,其他元素加起来也只有1%。太阳核心的温度高达1500万度,有2500亿个大气压。在这样高温、高压条件下,太阳内部每时每刻都在进行着氢聚变为氦的核反应。就在这种核聚变反应中,会释放出巨大的能量。
地球自转和公转都需要耗费能量?
地球自转和公转都需要能量,这能量来自哪里?
★我们的地球已经转了至少46亿年,那么地球是否就是传说中的永动机呢?在人类的历史上,曾经不止一次有人提出过永动机的概念和设想,从科学意义上讲,永动机是一种不需要外界输入能量或者只需要一个初始能量就可以永远动下去的机器。
然而由于违背了热力学第一和第二定律,永动机被证明永远不可能被制造出来。那我们的地球呢?它已经旋转了至少46亿年了,在我们的认知中地球是否是一个另类的永动机呢?其实并不是。地球对于旋转的能量来源于地球诞生之初,在地球诞生之初,地球继承了来自原始太阳星云的“角动量”。而在太空中没有阻力阻挡地球的运动,因此使得地球能够旋转46亿年之久。
而在这个旋转的过程中,地球并没有对外做功。同时由于月球对地球潮汐的影响,使得地球旋转的速度在逐渐变慢,据科学家们推测,在数10亿年前地球的一天很有可能支持18个小时,而经过月球数10亿年的影响使得地球自转速度逐渐减慢。但根据广义相对论表示,地球与太阳的相互作用会持续辐射出“引力波”,经过漫长的时间之后,地球的角动量会被逐渐消耗掉,导致地球最终撞上早已成为黑矮星的太阳。
那么为什么我们会出现地球是永动机的错觉呢?那是因为人类的时间尺度问题。当我们旋转一个陀螺的时候,在陀螺上的细菌也许会思考,为什么陀螺会旋转这么久呢?我们的陀螺是一个永动机吗?而我们正如陀螺上的细菌一样,地球旋转数十亿年的时间,在我们的眼里可能是一个永动机,然而在整个宇宙的尺度下,它仅仅只是旋转了数10秒仅此而已。
★人类文明早期曾认为脚下的大地是绝对静止的,白天黑夜是因为日月星辰的运动所致。1851年法国物理学家傅科设计了一个名为“傅科摆”的装置。
这个简单但有效的装置,第一次让人类直观看到了地球自转的证据。因此,傅科摆也是最受人们欢迎的科普装置之一。但牛顿告诉我们,一个物体在没有受到外力作用前,会一直保持着静止或者匀速直线运动。那么地球自转的“第一推动”来自哪里呢?
答案是“角动量守恒”。按照目前的太阳系演化模型,46亿年前的太阳系还处于星云状态,一次临近的超新星爆发打破了星云的宁静,导致其开始在引力作用下向心坍塌,随着氢和氦以及少量重元素的不断聚集,中心区域物质密度变得越来越大,温度也越来越高,最终达到了氢元素核聚变所需的温度和压力,于是乎太阳就诞生了。
需要注意的是太阳诞生前,星云本身质量并不是均匀分布的,因此内部元素向质量点聚拢时,是伴随着自传一起进行的。根据角动量守恒定律,在几乎没有外力作用的太空中,太阳和太阳形成后的“残余物质”会完美继承原始星云的角动量,从而得以自转。
太阳的能量来源于哪里?
太阳的能量来自内部的核反应,也就是从太阳中心到约17.4万公里范围(约0.25太阳半径)的核反应区中所发生的反应。这里,太阳核心处温度高达1500万度,压力相当于3000亿个大气压。这样极端的高温高压之下,4个氢核可以聚变成1个氦核,也就是发生“核聚变”反应。
所谓的核聚变,是指由质量小的原子,在一定条件下(如超高温和高压),其核外电子摆脱原子核的束缚,而两个原子核能够碰撞到一起互相聚合,生成新的质量更重的原子核,过程中往往伴随着巨大的能量释放。
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太阳的能量来自,太阳的能量来自于什么?
太阳的能量来自于内部的核聚变反应。
太阳上主要是氢,占70%以上;其次是氦,其他元素加起来也只有1%。太阳核心的温度高达1500万度,有2500亿个大气压。在这样高温、高压条件下,太阳内部每时每刻都在进行着氢聚变为氦的核反应。就在这种核聚变反应中,会释放出巨大的能量。
在核聚变链式反应中,两个氢原子核(质子)聚合,放出一个中子和一个中微子,生成一个氦2核。氦2核再与一个氢原子核反应,放出一个γ光子,生成一个氦3核。两个氦3核聚合,生成一个稳定的氦4核,同时放出两个质子。整个过程中,四个氢核聚合,生成一个氦4核,同时放出两个中子、两个中微子和两个γ光子。太阳向外释放的能量,绝大部分由γ光子携带。
太阳生生不息的能量来自哪里?
太阳上的能量源于引力。引力导致物质相互挤压和摩擦,摩擦使得原子成为了离子,同时放出电子并产生物质之间的排斥性碰撞运动。最终导致物质膨胀和逃逸。这就是太阳能的来源。
首先,我们要弄清楚的是摩擦生温原理。当我们拿着一块粗糙的毛巾去快速地在铁板上来回摩擦后不难发现,毛巾和铁板都发热了。这是什么原因呢?
互相贴近的两个物体作反方向快速运动时,必然会从毛巾和铁板上剥离出其中一部分分子、离子和电子等颗粒物出来。同时毛巾与铁板接触部的空间气体分子也一样受到摩擦而分解成离子和电子。分解出来的这些颗粒物并非是静止不动的,而是高速运动的。这就是摩擦能——电子的运动动能。
一块粗糙的毛巾和铁板,它们原本都是在化学键合力的作用下聚合在一起的两个物体。当人为给它们施加上了剥离力以后,毛巾和铁板上的化学键合力被拆散分解了开来。毛巾和铁板的接触面上一部分原来业已成键的离子分开后,离子趋向于成为原子(吸引环境自由电子成为原子的核外电子)。根据物质分解时会吸能。本该是摩擦吸能降温(吸收环境电子运动)才是。却此时为何产生热量了呢?原来,若要让离子、电子从毛巾和铁板上面剥离出来,就必须给它施加上与化合键力相对应的力,才能让化合键松脱,这个人为施加上的力,也就是能量的付出。即摩擦力运动导致了微观粒子的运动(拆键力)、微观粒子运动性碰撞直接导致毛巾和铁板发热和膨胀。摩擦时原子吸收环境电子的数量有限,从而对环境和毛巾、铁板的降温也极为有限。这样在摩擦过程中体现出来的多是微观粒子运动动能。即能量。
太阳上的物质,由于自身巨大的引力导致了巨大的压力,物质之间摩擦力非常大。可以相见,那里的物质都已经碎裂成了等离子体,它们之间不断发生着摩擦、膨胀、中和、碰撞和逃逸。太阳内部与外部之间由于能量分布悬殊(内部能量高;外部能量低),那里的微观粒子运动趋势力非常大。内部物质的膨胀(气体)不断产生浮力,从太阳内部冲向表面,使得太阳表面上的物质犹如汪洋大海一般,无风也是三尺浪,由此不断地向外喷射出微观粒子(电子)流。这就是太阳能量的来源。
太阳的能量并非来自于人们所说的核聚变。事实上,它跟地球内部能量产生机制是一样的,都是引力促成物质之间的摩擦力所导致。
太阳是靠什么持续散发热量的?
太阳的热量来源于核聚变反应。太阳质量的主要构成就是73.46%的氢,24.85%的氦。在太阳的强大压力下,太阳核心处的氢会发生核聚变,并生成氦。
图:质子﹣质子链反应
在太阳核心处,氢的密度达到了每立方厘米150克,是同等体积水的150倍。
太阳每秒钟进行9.2×10∧37次质子/uploads/title/20240103/659527f13083b.jpg质子链反应,将6.2亿吨的氢聚变成氦,其中大约0.7%的质量被转化成能量,释放出3.846×10∧26 W的能量,相当于9.19×10∧16吨TNT的爆炸产生的能量。大约是40亿个地球上最大的氢弹爆炸的威力,就它一秒钟的能量全部作用于地球,就能毁灭地球。
图:红巨星会膨胀到地球轨道
太阳还能燃烧50亿年,即使是这样,它只是将核心处的氢和氦聚变成了碳和氧。外层大部分的物质会在成为红巨星后,被强烈的太阳风抛洒入太空之中。
太阳的能量来源?
太阳的组成成分中71%是氢,26%是氦,还有少量其他元素。在太阳内部极端高温和极端高压(约2500亿标准大气压)的条件下,氢原子会发生热核反应,具体而言包括“质子—质子链反应”(pp链)和“碳氮氧循环”(CNO循环)两种过程,但是最终的净效果都是4个氢原子核聚合成1个氦原子核。在这个物质转变的过程中,有一小部分质量会损失,然而正是这一小部分“丢失”的质量转化为巨大的能量了。这个产能原理类似于地面上的氢弹爆炸。
太阳每秒要消耗6.3亿吨氢,其中损失的420万吨质量会变成3.8×1026焦能量,相当于爆炸100亿颗百万吨级的氢弹。因此,我们可以形象地说,正是太阳核心区域持续不断地发生无数的大规模“氢弹爆炸”,为太阳提供了源源不断的能量,为我们带来长久的温暖和光明。
太阳靠什么产生能量?
核聚变。
太阳的能量来自于内部的核聚变反应。太阳上主要是氢,占70%以上;其次是氦,其他元素加起来也只有1%。太阳核心的温度高达1500万度,有2500亿个大气压。在这样高温、高压条件下,太阳内部每时每刻都在进行着氢聚变为氦的核反应。就在这种核聚变反应中,会释放出巨大的能量。
地球自转和公转都需要耗费能量?
地球自转和公转都需要能量,这能量来自哪里?
★我们的地球已经转了至少46亿年,那么地球是否就是传说中的永动机呢?在人类的历史上,曾经不止一次有人提出过永动机的概念和设想,从科学意义上讲,永动机是一种不需要外界输入能量或者只需要一个初始能量就可以永远动下去的机器。
然而由于违背了热力学第一和第二定律,永动机被证明永远不可能被制造出来。那我们的地球呢?它已经旋转了至少46亿年了,在我们的认知中地球是否是一个另类的永动机呢?其实并不是。地球对于旋转的能量来源于地球诞生之初,在地球诞生之初,地球继承了来自原始太阳星云的“角动量”。而在太空中没有阻力阻挡地球的运动,因此使得地球能够旋转46亿年之久。
而在这个旋转的过程中,地球并没有对外做功。同时由于月球对地球潮汐的影响,使得地球旋转的速度在逐渐变慢,据科学家们推测,在数10亿年前地球的一天很有可能支持18个小时,而经过月球数10亿年的影响使得地球自转速度逐渐减慢。但根据广义相对论表示,地球与太阳的相互作用会持续辐射出“引力波”,经过漫长的时间之后,地球的角动量会被逐渐消耗掉,导致地球最终撞上早已成为黑矮星的太阳。
那么为什么我们会出现地球是永动机的错觉呢?那是因为人类的时间尺度问题。当我们旋转一个陀螺的时候,在陀螺上的细菌也许会思考,为什么陀螺会旋转这么久呢?我们的陀螺是一个永动机吗?而我们正如陀螺上的细菌一样,地球旋转数十亿年的时间,在我们的眼里可能是一个永动机,然而在整个宇宙的尺度下,它仅仅只是旋转了数10秒仅此而已。
★人类文明早期曾认为脚下的大地是绝对静止的,白天黑夜是因为日月星辰的运动所致。1851年法国物理学家傅科设计了一个名为“傅科摆”的装置。
这个简单但有效的装置,第一次让人类直观看到了地球自转的证据。因此,傅科摆也是最受人们欢迎的科普装置之一。但牛顿告诉我们,一个物体在没有受到外力作用前,会一直保持着静止或者匀速直线运动。那么地球自转的“第一推动”来自哪里呢?
答案是“角动量守恒”。按照目前的太阳系演化模型,46亿年前的太阳系还处于星云状态,一次临近的超新星爆发打破了星云的宁静,导致其开始在引力作用下向心坍塌,随着氢和氦以及少量重元素的不断聚集,中心区域物质密度变得越来越大,温度也越来越高,最终达到了氢元素核聚变所需的温度和压力,于是乎太阳就诞生了。
需要注意的是太阳诞生前,星云本身质量并不是均匀分布的,因此内部元素向质量点聚拢时,是伴随着自传一起进行的。根据角动量守恒定律,在几乎没有外力作用的太空中,太阳和太阳形成后的“残余物质”会完美继承原始星云的角动量,从而得以自转。
太阳的能量来源于哪里?
太阳的能量来自内部的核反应,也就是从太阳中心到约17.4万公里范围(约0.25太阳半径)的核反应区中所发生的反应。这里,太阳核心处温度高达1500万度,压力相当于3000亿个大气压。这样极端的高温高压之下,4个氢核可以聚变成1个氦核,也就是发生“核聚变”反应。
所谓的核聚变,是指由质量小的原子,在一定条件下(如超高温和高压),其核外电子摆脱原子核的束缚,而两个原子核能够碰撞到一起互相聚合,生成新的质量更重的原子核,过程中往往伴随着巨大的能量释放。
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