太阳核心温度只有1500万度,远达不到1亿度,为什么还能发生核聚变? 理工知识有哪些

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太阳内部的核聚变反应其实是非常缓和的,太阳整体释放能量的效率甚至比人体还低很多倍,之所以太阳内部1500万度就能持续释放大量能量,主要原因在于太阳质量太大。

  氢弹爆炸的中心温度高达2亿度以上,人类制造的托卡马克装置约束的等离子体电子,已经能持续一定时间保持在1亿度以上,约束的等离子温度能在5000万度以上,太阳中心温度大约是1500万度。

  

  有人可能会有疑问,太阳1500万度就能持续进行核聚变反应,为何我们制造上亿度的温度,还是无法实现可控核聚变?

  爱丁顿

  最早提出恒星能量来源于核聚变的是英国科学家爱丁顿,他在1919年测量日全食验证了爱因斯坦的广义相对论,在1920年提出恒星发热的机理,但他的恒星理论当时受到了学术界的反驳。

  

  因为按照经典物理学的模型计算,在太阳这样的天体当中要让氢元素发生稳定的核聚变,需要上百亿度的高温,这远远超过了当时估计的太阳核心温度。直到1928年,科学家乔治·伽莫夫提出量子隧穿效应,才真正诠释了爱丁顿理论的机制。

  量子隧穿效应

  恒星内部的高温让原子和核外电子完全分离,成为裸露原子核和电子混合的等离子态,由于强相互作用的作用距离非常短,而原子核又带正电,会因为库仑力相互排斥,所以两个原子核要发生融合是非常难的。

  

  按照经典的思维,我们可以给物质加热,从而增大原子核的平均动能,当单个原子核的动能超过一定值后,就可能克服库仑力发生融合,但是这个办法需要的温度非常高,经典物理学计算需要上百亿度才能实现稳定的核聚变。

  

  但是有了量子隧穿效应就能大大降低核聚变的最低温度,在量子力学中,微观粒子具有不确定性,甚至能穿过在经典物理学中无法穿过的势垒,即便是小概率事件,但是对于大质量的恒星来说,已经足以引发稳定的核聚变反应。

  

  后来科学家还发现了恒星的p-p链反应,然后量子物理学家掐手计算,对于恒星来说,只需要大约1000万度就能实现稳定的核聚变反应,于是太阳的能量来源之谜得到解决,爱丁顿的理论是正确的。

  恒星发热效率

  在微观世界中,即便太阳核心温度高达1500万度,压力高达上千亿个大气压,实际上在太阳的核聚变反应是非常缓和的,而且只在核心区域内进行,能量释放效率很低,我们可以用人体来对比:

  

  (1)太阳质量2*10^30kg;

  (2)太阳每秒释放能量3.8*10^26J;

  (3)一个65千克的成年人,在20℃的环境中,每秒向环境中释放热量大约是150J;

  那么人体1千克物质每秒向环境释放能量为:

  150/65=2.3J

  太阳1千克物质每秒向太空中释放能量为:

  3.8*10^26/2*10^30=0.00019J

  也就是说,单位质量的人体向环境中释放热量,居然是恒星的1.2万倍,这绝对出乎很多人的意料。

  

  其中的原因也不难解释,无论是恒星还是人体,向外散热的是表面积,对于一个三维物体来说,体积和尺寸的三次方成正比,表面积和尺寸的平方成正比,所以体积的增加速度比表面积快。

  

  对于球形的恒星来说,虽然内部核聚变的速度非常缓慢,但恒星的质量实在太大了,散热表面积的增加速度慢于质量的增加,所以恒星的温度会变得很高。

  就像一头大象在冷水中可以戏耍很久也没事,但是一只老鼠落入冷水当中会很快因为失温而死亡,因为老鼠的体积表面积比太低,导致身体热量的利用率也跟着低。



因为弱相互作用。太阳的核心并不是常规的三态而是一种叫做等离子态,由于量子隧穿效应和弱相互作用的共同结果,使得太阳内部发生核聚变。

因为太阳的质量太大,内部有非常多的元素,这些元素的碰撞导致了核聚变,所以太阳核心温度只有1500万度还能发生核聚变现象。

以前的温度远远的超过了一亿度,一经运作,将不会再停止了,会一直发生核聚变,这是借助了外力的影响

核聚变发生的最低温度为1000度

理工学科问题?~

许多同学由于没有正确掌握学习方法,有的虽然知道其重要性但不得学习要领,有的则误入题海,茫茫然不知所措,导致学绩不如人意。因此在学习数学的时候,我们有必要学会如何掌握知识,掌握技能,培养能力,以及锻炼成良好的学习心理品质,把握好关键学习阶段,最终掌握学习方法进而形成综合学习的能力。
学习中主要注意的一些问题:



1、在看书的时候正确理解和掌握数学的一些基本概念、法则、公式、定理,把握他们之间的内在联系。



由于理工科是一大类知识的连贯性和逻辑性都很强的学科,正确掌握我们学过的每一个概念、法则、公式、定理可以为以后的学习打下良好的基础,如果在学习某一内容或解某一题时碰到了困难,那么很有可能就是因为与其有关的、以前的一些基本知识没有掌握好所造成的,因此要注意查缺补漏,找到问题并及时解决之,努力做到发现一个问题及时解决一个问题。只有基础扎实,我们成绩才会提高。



2、自我培养数学运算能力,养成良好的学习习惯。



每次考完试后,我们常会听到一些同学说:这次考试我又粗心了。而粗心最多的一种现象就是由于跳步骤产生的错误,并且屡错不改。这实际上是不良的学习习惯、求快心理造成的数学运算技能的不过关。要知道数学题的每一步都是运用一定的法则来完成的,如果在解题过程中忽视了某一步,那么就会发生这一步的法则没有正确的运用,进而产生错解。
因此,运算能力的提高从根本上说是要弄懂“算理”,不仅知道怎样算,而且知道为什么这样算,这就是我们常说的既要知其然又要知其所以然,从而把握运算的方向、途径和程序,一步一步仔细完成,使得运算能力一步一步地得到提高。同学们请注意,如果你有上述类似跳步的现象应及时改正,否则,久而久知,你会有一种恐惧心理,还没有开始解题就已经担心自己会做错,结果这样就会错得越多。



3、重视知识的获取过程,培养抽象、概括分析、综合、推理证明能力。



老师上课在讲解公式、定理、概念时,一般都揭示它们的形成过程,而这个过程却又是同学们最容易忽视的,有的同学认为:我只需听懂这个定理本身到时会用就行了,不需要知道他们是怎么得出的。这样的想法是不对的。因为老师在讲解知识的形成,发生的过程中,讲解的就是问题的一个思维过程,揭示的是问题解决的一种思想和方法,其中包含了抽象、概括分析、综合、推理等能力。如果我们不重视的话,实际就失去了一次从中吸取经验,锻炼和发展逻辑思维能力的机会。


4.把握好学期初始阶段的学习。


学习贵在持之以恒,锲而不舍的精神,但同时我们注意到新学期初的学习很重要,它起到一个承上启下的重要作用。假期已经结束,新学期开始了,同学们又要投入到了新的学习生活。时间不算短的假期,同学们一定感到轻松了很多。刚开学,大家可能感到还不那么紧张,然而我们的学习却更需要从学期初抓起,抓紧期初学习很重要。


  学期之初,所学内容少,作业量小,同学们常有一种轻松之感。然而此时正是我们学习的好时机。一方面知识前后是有联系的,孔子曾说:“温故而知新”,我们可以利用这段时间将以前所学相关内容温习一下,以便于更好地学习新知识。另一方面,基础稍微差一点的同学,也可以利用这段时间弥补过去学习上的不足之处,这种弥补对新知识的学习也是较为有益的。


  学期之初,我们所学内容尽管少,但要真正全部消化并不容易。那我们就必须花时间去巩固,直至把所学内容全部理解为止。如此看来,尽管是学期之初,我们仍然松懈不得。


有一个良好的开端才会有一个良好的结果。
学业成绩的提高,学习方法的掌握都和同学们良好的学习习惯分不开的,因此在最后我们再一起探讨一下良好的学习习惯。


良好的学习习惯包括:听讲、阅读、思考、作业。


听讲:应抓住听课中的主要矛盾和问题,在听讲时尽可能与老师的讲解同步思考,必要时做好笔记。每堂课结束以后应深思一下进行归纳,做到一课一得。
阅读:阅读时应仔细推敲,弄懂弄通每一个概念、定理和法则,对于例题应与同类参考书联系起来一同学习,博采众长,增长知识,发展思维。
思考:学会思考,在问题解决之后再探求一些新的方法,学着从不同角度去思考问题,甚至改变条件或结论去发现新问题,经过一段学习,应当将自己的思路整理一下,以形成自己的思维规律。
作业:要先复习后作业,先思考再动笔,做会一类题领会一大片,作业要认真、书写要规范,只有这样脚踏实地,一步一个脚印,才能学好数学。


总之,在学习的过程中,我们要认识到学习的重要性,充分发挥自己的主观能动性,从小的细节注意起,养成良好的学习习惯,以培养思考问题、分析问题和解决问题的能力。


理工类学科是大学专业分类中最广的学科,以自然学科为基础,着重分析自然科学领域和生产应用领域内所有的方面和应用方向。理工科专业都是面向高考理科考生招生。主要两个方向为理学和工学。

1、理科和工科本身是相辅相成的,区别在于侧重不同。理科和工科的区别很多人都很迷惑。其实最简单的解释就是:理学侧重理论研究和科学培养,利于深造;工学侧重技术应用。其实理科和工科中几乎所有的专业都相对应:例如理学中有材料科学类学科而工学中就有材料类学科。正因如此,很多人才把他们混为一谈。虽然理与工之间有很多交叉,但是它们的区别还是很大的。材料科学着重培养掌握基本理论,具备相关基本知识和基本技能,培养能在材料科学工程及与其相关的领域从事研究、教学、科技开发及相关管理工作的材料类高级专门人才。工科中的材料类却主要培养能在专业领域内从事生产、设计、科研和管理工作的高级工程技术人才。

2、理科部分专业和学科类介绍:

生物科学类:

专业包括生物科学和生物技术两个专业方向,本专业学科类培养学生主要学习生物科学技术方面的基本理论、基本知识,学生将受到应用基础研究和技术开发方面的科学思维和科学实验训练,进而具有较好的科学素养及初步的教学、研究、开发与管理的基本能力.就业目标和前景分析:能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作,能在工业、医药、食品、农、林、牧、渔、环保、园林等行业的企业、事业和行政管理部门从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作。作为近几年发展起来的边沿学科,深造对于从事研究有好处,但是深造竞争相对比较大,。
生物科学类推荐院校:中国科技大学 北京大学

海洋科学类:

专业包括海洋科学和海洋技术。本专业学科类培养学生具有坚实的数学、物理学及海洋科学、技术方面的基本理论和基本知识,受到海洋科学和技术研究方面的基本训练,掌握海洋科学基本调查方法和实验技能,具有从事海洋调查 和海洋科学研究的基本能力。

就业目标和前景:学生具备海洋科学的基本知识及海洋高新技术开发研究的能力,能从事海洋高科技、海洋资源开发及海洋工程 继续深造的几率也比较大。

海洋科学类推荐院校:中国海洋大学

心理学类:

专业包括心理学和应用心理学。本专业学生主要学习心理学方面的基本理论和基本知识,受到心理学科学思维和科学实验的基本训练,具有良好的科学素养,具备进行心理学实验和心理测量的基本能力。

太阳温度是多少度
答:太阳的表面温度大约5500℃,核心温度为1500万度。太阳的表面温度大约5500℃,核心温度为1500万度。太阳看起来很平静,实际上每时每刻都在发生剧烈活动。太阳是太阳系的中心天体,太阳系的八大行星、一些矮行星、彗星和其它无数的太阳系小天体,都环绕着太阳运行。太阳由里向外分别为太阳核反应区、太阳对流...

太阳的温度有多高
答:太阳是一颗黄矮星,表面温度大约5500℃,核心温度高达1500万度,核心压力3000亿个大气压,在我们宇宙中,太阳是一颗再普通不过的恒星。有人可能有疑问,我们人类的探测器从未直接接触过太阳表面,那么我们又是如何得知太阳温度的呢?表面温度 这其实和量子力学分不开,任何有温度的物体都会向外辐射能量,并...

太阳内核的温度高达多少度?
答:太阳内核的温度高达摄氏一千五百万度(对比于太阳表面的温度大约是6,000K)。能量的主要来源是将氢融合为氦的核融合反应。核心是太阳内部能经由核融合产生能量的场所,以阳光的形式释放出热:从核心向外传输的能量加热了太阳其余的部分。所有经由核融合产生的能量在太阳内部必须多次游遍各个层次之后,才能...

核聚变至少需要1亿度,而太阳只有1500万度也能核聚变,这是为什么?
答:有点科学知识的人都知道,太阳一直依靠核聚变来产生大量的能量,这样我们才能获得它的光和热。由于中心温度只有1500万摄氏度,太阳可以维持稳定的核聚变。但一些科学报告总是说,正在测试的受控核聚变的温度已经达到1亿℃。为什么不在更低的温度下做可控核聚变,就像太阳那样,这样会更容易?这是很多人一直...

太阳就是一个超级“氢弹”,为何没有像氢弹那样瞬间爆炸?
答:这就是太阳能够稳定几十亿年核聚变的原因。核心温度虽然只有1500万度,但太阳质量巨大,核心压力高达上千亿个大气压,诡异的量子隧穿效应虽然发生概率非常小,也足够让太阳核聚变进行下去。而正是因为量子隧穿发生的概率很小,太阳核心核聚变相当温和,并不会像氢弹那样瞬间爆炸!

太阳中心温度是什么啊?
答:中心温度约1500万摄氏度,因此太阳中心温度大约是表面温度的2600多倍。太阳是一颗黄矮星(光谱为G2V),黄矮星的寿命大致为100亿年,目前太阳大约45.7亿岁。在大约50至60亿年之后,太阳内部的氢元素几乎会全部消耗尽,太阳的核心将发生坍缩,导致温度上升(也导致太阳核心温度高于表面温度)。

中国和俄罗斯都在研究人造太阳,这是为何?
答:在今年初期,我国在研究人造太阳的实验中走出来关键一步,能够制造出温度达到一亿度的人造太阳,不过并没有投入到商业领域,只是在实验室中,不过即便如此已经相当了不起了。一亿度什么概念?对比太阳的温度就知道了。太阳的核心温度也只有1500万度,也就是说太阳最高温度也远没有达到一亿度。不过虽然太阳...

太阳有多少度
答:太阳的表面温度大约5500℃,核心温度为1500万度。太阳由里向外分别为太阳核反应区、太阳对流层、太阳大气层。其中22亿分之一的能量辐射到地球,成为地球上光和热的主要来源。太阳系的疆域庞大,仅以冥王星为例,其运行轨道距离太阳就将近40个天文单位,也就是60亿千米之遥远,而实际上太阳系的范围还要...

为什么太阳当中的核聚变会连续不断地进行下去,而没有瞬间崩完?_百度知 ...
答:目前来说,其实各国手里掌握更多的氢弹是三相弹,而不是二相弹。不过,无论是哪一种,其实都需要核裂变来提供温度。所以,你看,其实氢弹的反应条件还是非常苛刻的。而太阳其实核心的温度只有1500万度,远远达不到一亿度的要求,不过好在太阳的压强特别大(这里指的是核心),达到了250万个大气压。但...

水是不是可以隔绝地球上的太阳光的热量?
答:太阳表面的温度在5500℃左右,太阳核心则能达到1500万℃。这样的热量是任何物质都无法隔绝的,而且,太阳本身的辐射能量也极高,一般来说,没有地球大气层的保护,太阳辐射能够杀死地球生所有的生命。而地球上天然存在的熔点最高的物质是钨,钨的熔点的确是3410℃,但是它并不是熔点最高的物质,人类目前...