Откуда берется энергия Солнца?

Заказать работу

Реферат по астрономии на тему:

Откуда берется энергия солнца?


ученика 11 Б класса

гимназии № 25

Почему Солнце светит и не остывает уже миллиарды лет? Какое «топливо» даёт ему энергию? Ответы на эти вопросы учёные искали веками, и только в начале ХХ в. было найдено правильное решение. Теперь известно, что Солнце, как и другие звёзды, светит благодаря протекающим в его недрах термоядерным реакциям. Что же это за реакции?

Если ядра атомов лёгких элементов сольются в ядро атома более тяжёлого элемента, то масса нового ядра окажется меньше, чем суммарная масса тех ядер, из которых оно образовалось. Остаток массы превращается в энергию, которую уносят частицы, образовавшиеся в ходе реакции. Эта энергия почти полностью переходит в тепло. Такая реакция синтеза атомных ядер может происходить только при очень высоком давлении и температуре свыше 10 млн. градусов. Поэтому она и называется термоядерной.

Основное вещество, составляющее Солнце – водород, на его долю приходится около 71% всей массы светила. Почти 27% принадлежит гелию, а остальные 2% – более тяжёлым элементам, таким, как углерод, азот, кислород и металлы. Главным «топливом» на Солнце служит именно водород. Из четырёх атомов водорода в результате цепочки превращений образуется один атом гелия. А из каждого грамма водорода, участвующего в реакции, выделяется 6*1011 Дж энергии! На Земле такого количества энергии хватило бы для того, чтобы нагреть от температуры 0° С до кипения 1000 м3 воды!

Рассмотрим механизм термоядерной реакции превращения водорода в гелий, которая, по-видимому, наиболее важна для большинства звёзд. Называется она протон-протонной, так как начинается с тесного сближения двух ядер атома водорода – протонов.

Протоны заряжены положительно, поэтому взаимно отталкиваются, причём, по закону Кулона, сила эта обратно пропорциональна квадрату расстояния и при тесных сближениях должна стремительно возрастать. Однако при очень высокой температуре и давлении скорости теплового движения частиц столь велики, а частицам так тесно, что наиболее быстрые из них всё же сближаются друг с другом и оказываются в сфере влияния ядерных сил. В результате может произойти цепочка превращений, которая завершится возникновением нового ядра состоящего из двух протонов, – ядра гелия.

Далеко не каждое столкновение двух протонов приводит к ядерной реакции. В течение миллиардов лет протон может постоянно сталкиваться с другими протонами, так и не дождавшись ядерного превращения. Но если в момент тесного сближения двух протонов произойдёт ещё и другое маловероятное для ядра событие – распад протона на нейтрон, позитрон и нейтрино (такой процесс называется бета-распадом), то протон с нейтроном объединяются в устойчивое ядро атома тяжёлого водорода – дейтерия.

Ядро дейтерия (дейтрон) по своим свойствам похоже на ядро водорода, только тяжелее. Но в отличие от последнего в недрах звезды ядро дейтерия долго существовать не может. Уже через несколько секунд, столкнувшись ещё с одним протоном, оно присоединяет его к себе, испускает мощный гамма-квант и становится ядром изотопа гелия, у которого два протона связны не с двумя нейтронами, как у обычного гелия, а с одним. Раз в несколько миллионов лет такие ядра лёгкого гелия сближаются настолько тесно, что могут объединиться в ядро обычного гелия, «отпустив на свободу» два протона.

Итак, в итоге последовательных ядерных превращений образуется ядро обычного гелия. Порожденные в ходе реакции позитроны и гамма-кванты передают энергию окружающему газу, а нейтрино совсем уходят из звезды, потому что обладают удивительной способностью проникать через огромные толщи вещества, не задев ни одного атома.

Реакция превращения водорода в гелий ответственна за то, что внутри Солнца сейчас гораздо больше гелия, чем на его поверхности. Естественно, возникает вопрос: что же будет с Солнцем, когда весь водород в его ядре выгорит и превратится в гелий, и как скоро это произойдёт?

Оказывается, примерно через 5 млрд. лет содержание водорода в ядре Солнца настолько уменьшится, что его «горение» начнётся в слое вокруг ядра. Это приведёт к «раздуванию» солнечной атмосферы, увеличению размеров Солнца, падению температуры на поверхности и повышению её в ядре. Постепенно Солнце превратится в красный гигант – сравнительно холодную звезду огромного размера с атмосферой, превосходящей границы орбиты Земли. Жизнь Солнца на этом не закончится, и оно будет претерпевать ещё много изменений, пока в конце концов не станет холодным и плотным газовым шаром, внутри которого уже не происходит никаких термоядерных реакций.

Другие материалы

  • Глобальная история Вселенной от океана «чистой» энергии до Третьей Мировой Ядерной войны
  • ... они были спасены. То есть глобальное изменение человеческого сознания может изменить человеческую историю. Теперь узнав и поняв прошлое, мы сможем смело взглянуть в будущее. Будущее человечества, мрачно – Третья Мировая Ядерная Война. И это не больное воображение. Вселенная создала коммунистов как ...

  • Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии
  • ... 6 тыс. Гкал. Общее замещение органического топлива от комбинированных энергосистем составит 87, 75 тыс. т у. т. Роль нетрадиционных и возобновляемых источников энергии при реформировании электроэнергетического комплекса Свердловской области   Малая гидроэнергетика. На территории области ...

  • Ядерная физика и строение Солнца
  • ... . К сожалению, пока науке неизвестно, какие материалы следует в этом случае вдвигать в зону реакции, и эта проблема до сих пор не решена. Строение Солнца Наше Солнце - это огромный источник энергии. Не будь его, все живое на Земле давно бы загнулось. Немудрено, что люди испокон веков стараются ...

  • Нетрадиционные источники энергии
  • ... гарантиру ют, что в будущем человечество не будет испытывать в ней недостатка. В то же время не возникает необходимости зависеть от одного - двух основных источников энергии, какими, например, являются давно использующиеся ископаемые виды топлива и ядерного горючего, методы получения которого были ...

  • Звезда по имени Солнце. Виктор Цой
  • ... года "Группа крови" - это новый, второй поворот в творчестве Виктора Цоя, снова он не укладывается в привычные рамки: Смерть стоит того, чтобы жить. А любовь стоит того, чтобы ждать. Следующий альбом - «Звезда по имени Солнце», 1989год. В нем дух говорит, что ему здесь тесно, что ...

  • Философия Востока и Европы
  • ... от обеих12. *  *  * Заключая разговор о двух великих интеллектуальных традициях Востока, сделаем основные выводы, существенные для замысла этой книги. Обратившись лицом к китайской философской мысли, современная философия может найти в ней совершенно иную модель развития философского ...

  • Философия как наука, история философии
  • ... все знания, все науки, существовавшие в его эпоху. Он построил грандиозную философскую систему, которая включала в себя логику, этику, эстетику, философию природы, философию духа, философию истории, философию права, философию религии, историю философии. Сущностью мира для Гегеля является мировой ...

  • О. Бердаев. О назначении человека: опыт парадоксальной этики
  • ... творчества в греховном мире. Творчество есть борьба против последствий греха, обнаружение истинного назначения человека, и творчество искажается грехом и притягивается вниз. Поэтому этика творчества учит о мучительных борениях человеческого духа. Творчество нуждается в очищении, в очистительном огне ...

  • Сборник сочинений русской литературы с XIX века до 80-х годов XX века
  • ... тем в русской литературе. Продолжателями этой темы можно считать Некрасова, Маяковского, Ахматову, Пастернака и других поэтов современности. Н. В. Гоголь Социально-историческое и общечеловеческое в героях Н. В. Гоголя  Произведения Гоголя охватывают период 40-х годов XIX века. Это время ...

Каталог учебных материалов

Свежие работы в разделе

Наша кнопка

Разместить ссылку на наш сайт можно воспользовавшись следующим кодом:

Контакты

Если у вас возникли какие либо вопросы, обращайтесь на email администратора: admin@kazreferat.info