Articles

Jak Słońce Płonie Bez Tlenu?

Dan jest właścicielem domu od około 40 lat i prawie zawsze wykonywał własne zadania naprawcze i ulepszające. Jest licencjonowanym elektrykiem.

ten ogromny „ogień” na niebie daje nam całe życie ale czy słońce naprawdę się pali?

czy słońce naprawdę pali?

szybka odpowiedź na to pytanie brzmi: nie, słońce nie pali. Przynajmniej nie tak, jak rozumiemy palenie w naszym codziennym życiu. Wszyscy znamy ogień i powszechnie używamy go do różnych celów, ale nikt na ziemi nie używa rodzaju „ognia”, którego słońce używa do produkcji światła i ciepła, na którym wszyscy polegamy.

rzeczywiście zachodzi reakcja w sercu naszego Słońca (a także we wszystkich innych gwiazdach) i jest to reakcja, która wytwarza ogromne ilości ciepła i światła, ale nie jest to ogień. To, co widzimy i czujemy, gdy rozpalamy ognisko lub gaz, to reakcja chemiczna między tlenem a innymi związkami chemicznymi lub pierwiastkami. Reakcją zachodzącą na słońcu jest fuzja jądrowa – reakcja jądrowa, którą dopiero od niedawna zaczynamy kontrolować.

ognisko, które wszyscy lubimy, jest reakcją chemiczną między organiczne chemikalia w drewnie i tlen w powietrzu.

Joadl

Co To jest ogień?

jest to reakcja chemiczna, która wykorzystuje tlen pierwiastka do utleniania innych pierwiastków. Najczęściej spalamy związki organiczne, takie, które zawierają węgiel, a rezultatem jest produkcja dwutlenku węgla i wody. W tych przypadkach pierwiastek tlen połączył się z węglem i wodorem w spalanych związkach, tworząc nowe związki, ale nie powstały nowe pierwiastki.

ważne jest, aby zrozumieć, że podstawowe elementy składowe pierwiastków pozostały niezmienione, że chociaż połączenie węgla i tlenu wytworzyło dwutlenek węgla, nadal jest węgiel i tlen w tym związku. Działanie czesania dwóch pierwiastków uwolniło energię w postaci zarówno światła, jak i ciepła, tak jak słońce, ale pierwiastki pozostają nienaruszone i niezmienione.

taki ogień może palić się powoli i równomiernie, jak w przypadku brykietów z węgla drzewnego, lub szybko i gwałtownie, jak w przypadku dynamitu lub benzyny. Jednak szybko się pali, jednak nadal jest to reakcja chemiczna, a uwalniana energia jest dość ograniczona.

Co To jest fuzja Słoneczna?

słońce „płonie” fuzją „ogień”, ale co to znaczy? Przyjrzeliśmy się już reakcji chemicznej między tlenem a innymi pierwiastkami lub związkami chemicznymi, które wytwarzają światło i ciepło, ale fuzja jest zupełnie inna.

pamiętacie alchemików sprzed setek lat? Czyim celem była zmiana wspólnego żelaza na złoto? Odkryli Podstawy chemii, gdzie jeden związek może być zmieniony w inny, ale wewnątrz poszczególnych elementów nic się nie zmieniło. Nadal mieli oryginalne pierwiastki, chociaż różne kombinacje pierwiastków wytwarzały różne związki. Potrzebowali reakcji jądrowej, a nie chemicznej, aby zmienić jeden pierwiastek (żelazo) w inny (złoto).

fuzja, którą widzimy w naszym słońcu jest wynikiem właśnie takiej reakcji jądrowej; cztery atomy wodoru (pierwiastek) łączą się tworząc jeden atom helu (inny element podstawowy). Nie ma już wodoru; nie ma związku, który nadal zawiera ten pierwiastek. Wszystko to stało się helem w wyniku reakcji jądrowej, a wynikające z tego uwolnienie energii jest ogromne w porównaniu z pożarem chemicznym. Rzeczywisty proces jest bardziej skomplikowany, z kilkoma etapami pośrednimi, ale sprowadza się do tego, że wodór zmienia się w hel i dużo energii.

nie jest łatwo utrzymać ten ogromny piec słoneczny, aby go „palił”. Wymaga niesamowitych temperatur i ciśnień, aby przekonać wodór do wtapiania się w hel; słońce osiąga to dzięki czystej mocy grawitacji, którą wytwarza jego ogromny rozmiar.

ludzkość nauczyła się produkować reakcję termojądrową, ale tylko niekontrolowaną w formie bomby – bomba wodorowa wykorzystuje fuzję w taki sam podstawowy sposób, jak słońce. Pewnego dnia być może nauczymy się kontrolować reakcję wykorzystywaną w piecu wszechświata – wzniosły cel, ale z którego z pewnością moglibyśmy skorzystać. Nieograniczona Energia bez zanieczyszczeń lub produktów odpadowych jest czymś, czego bardzo zdecydowanie potrzebujemy z naszym nienasyconym apetytem na coraz więcej energii.

słońce składa się głównie z wodoru i produktu syntezy helu, ale zużywa około 600 milionów ton wodoru na sekundę. To zużycie 600 milionów ton produkuje tylko 596 ton helu; resztki 4 milionów ton masy pojawiają się jako energia, tak jak Einstein przewidział ze swoim słynnym wzorem E = MC^2. Energia = masa razy prędkość światła do kwadratu; to dużo energii, gdy 4 miliony ton są przetwarzane w każdej sekundzie!

pewnego dnia słońcu zabraknie wodoru, ale nawet to nie zatrzyma reakcji fuzji; możliwe jest łączenie cięższych pierwiastków, w tym helu, w coraz cięższe pierwiastki. Koniec osiąga się tylko wtedy, gdy jądro słońca zostanie zamienione w węgiel – ponieważ węgiel nie może być skompresowany, dalsza fuzja zatrzyma się. Kiedy nadejdzie ten czas, nasze Słońce umrze, powoli ostygnie, a układ słoneczny na zawsze ostygnie, ale proces obumierania gwiazdy jest długi i przeciągnięty i nie rozpocznie się nawet przez kolejne 5 miliardów lat.

więc widzisz, naprawdę nie ma tajemnicy, jak słońce może palić się bez tlenu, ponieważ tak naprawdę „pali” w ogóle. To, co nazywamy „ogniem” na słońcu, jest zamiast tego bardzo potężną i złożoną reakcją jądrową, która nie ma nic wspólnego z tlenem ani nawet reakcją chemiczną, którą nazywamy „spalaniem”.

Alchemist discovering Phosphorus, 1771, by Joseph Wright

Public Domain, via Wikimedia Commons

A hydrogen atom, with one proton and one electron.

domena publiczna

atom helu z 2 protonami, 2 neutronami i 2 elektronami. Po fuzji jest to jedyny rodzaj atomu, który pozostał; nie ma atomów wodoru.

domena publiczna

© 2012 Dan Harmon

Dan Harmon (autor) z Boise, Idaho 29 stycznia 2018:

Kip:

słońce wcale nie „pali”. Kiedy coś się pali, czy to drewno, węgiel, czy coś innego, jest to reakcja chemiczna, ale słońce tego nie robi. Zamiast tego istnieje reakcja jądrowa, w której jeden element zmienia się w inny, uwalniając ogromne ilości energii, jak to robi.

Martie Coetser z RPA na Luty 02, 2014:

absolutnie fascynujące! Miło cię poznać, wilderness:)

Silva Hayes z Spicewood w Teksasie w dniu 07 stycznia 2013:

niesamowite i przerażające do myślenia. Wow. Dzięki za naprawdę pouczający artykuł.

Dan Harmon (autor) from Boise, Idaho on August 05, 2012:

w rzeczywistości reakcja jest bardziej złożona, niż po prostu połączenie dwóch atomów wodoru w hel i istnieje kilka etapów pośrednich. Efekt końcowy jest taki, jak mówisz; Wodór staje się helem plus energia.

podczas gdy wykorzystujemy energię słońca teraz są problemy z północnymi szerokościami geograficznymi, pochmurnymi dniami, nocnymi czasami itp. Użyteczna energia termojądrowa jest, jak sądzę, tylko kwestią czasu i pracy i będzie znacznie lepsza od wszystkiego, czego używamy dzisiaj.

conradofontanilla z Filipin 31.07.2012:

O ile wiem, w grę wchodzą dwa atomy wodoru. Pod wysokim ciśnieniem i energią ich protony łączą się. Kiedy się łączą, uwalniają energię znacznie więcej niż ta używana do ich łączenia. I have a Hub ” Teoria Wielkiego Wybuchu, pochodzenie wszechświata: Co To jest tajemnica?”Opracowane zostały formuły, które stanowią teorię Wielkiego Wybuchu.

obecnie istnieją urządzenia, które służą do wykorzystania energii fuzji, ale jak dotąd duże i uciążliwe. Wykorzystanie energii słonecznej za pomocą paneli słonecznych są teraz dostępne i bardzo wygodne.

Dan Harmon (autor) from Boise, Idaho on June 08, 2012:

@RTalloni: cieszę się, że ci się podobało i nauczyłeś się czegoś nowego.

tak, zawsze są plany – ludzkość z roku na rok potrzebuje więcej energii i może pochodzić ze słońca. Dodatkowo, jeśli kiedykolwiek nauczymy się kontrolować reakcję, której używa słońce, będzie to bardzo korzystne dla nas wszystkich.

RTalloni on June 08, 2012:

dzięki za spojrzenie na fuzję słoneczną w porównaniu do ognia. Jest to rodzaj informacji, które lubię mieć w tylnej kieszeni, aby zaskakiwać ludzi w chwilach rozmowy. 🙂 Serio, ale to ciekawe.

być może istnieje plan na całą tę energię, o której niewiele wiemy.

Judi Brown z Wielkiej Brytanii w dniu 04.06.2012:

Ciekawe i łatwe do zrozumienia, nawet dla takiego idioty fizyki jak ja!

głosowali w górę itp