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Q.點解太冇空氣.太陽都可以燃燒???
A.太陽是有氣體的.而其他行星(如土/木星有氫,氦氣),恆星也有.太陽是使用核能助其燃燒.其核能源自於核聚變反應(太陽上有的是豐富的氫氣,氫氣在高壓下會產生氦氣,並釋放大量光能和熱能.),以下是核聚變公式
4H------->He4 + 2e+ + 2γ + 伽瑪射線
(氫核)(氦核)(正電子)(中微子)
氫核的品質mH=1.007 9m o(mo代表原子品質單位,是碳原子品質的1/12),氦核品質mHe=4.002 6m o上式表明,在這種反應中品質有所消耗。若以△m來表示,即:
△m=4×1.007 9m o-4.002 6m o= 0.029m o
具體到1克氫聚變成氦時,其品質消耗以X表示,即:
4×1.007 9∶1=0.029∶x
X=0.007 2克
這些消耗掉的品質轉化的能量為:
E=0.007 2×(3×1010)2=6.5×1018爾格≈6 280.2億焦耳也就是說,在核聚變反應中, 1克氫可產生約6 280.2億焦耳的熱能,相當於燃燒15噸石油或2700噸煤所釋放出的熱量。這點品質消耗對太陽來說是微不足道的。因為太陽的品質為2×1027噸,按每分鐘向外輻射2 336.2×1025焦計算,僅消耗2億多噸的品質,在過去的50億年中,只消耗了它全部品質的0.03%。所以預計太陽的壽命為100億年。
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人類的燃燒概念是火,在有空氣時(氧氣有助燃燒),用一堆樹枝燃燒幾個小時,這就是我們的獲取能量的概念。這個基本的方式一直主導著人類的文明,但這種燃燒根本沒有使用宇宙中真正的能量寶庫——原子核,在本質上,木頭的燃燒只是原子們互換位置放出一些化學能,燃燒後,原子核的品質一點沒有減少。
而太陽的燃燒和篝火原理完全不同,它在讓原子核燃燒。愛因斯坦用著名的質能轉換的公式計算出(E=M*C*C, E是能量,M是質量,C是光速),核能量能達到普通化學能量的2000萬倍。宇宙中最高效的核能是氫聚變成氦,也就是4個氫原子聚變成一個氦原子,這個過程可以有千分之七的物質轉換成能量,雖然只有千分之七,但物質的能量太大,如果把1000克氫原子中千分之七的物質轉換成能量,就相當於4000噸石油和6000噸煤。
在一節只能燒幾分鐘的樹枝中所蘊藏的核能,足以把一盞100瓦的燈泡點亮100萬年。
太陽就是一個奢侈的使用核能的天體。
宇宙的物質結構
那麼,怎樣才能燃燒原子核呢?
這就要看我們宇宙的物質結構了。物質本身沒有行為,而物質中蘊含了4種力卻決定了宇宙的一切。其中最強的是強力,它存在于強子之中,核能就是靠它產生的,但這種力只在原子核的直徑範圍起作用,所以,產生核能就必須讓它們相互接觸,也就是核聚變。
核聚變必須有中子,而另一種弱力,能使質子衰變成中子,並釋放出射線,這個力是核聚變不可缺少的。
而能否使核聚變發生,關鍵卻在於電磁力,它比強力弱100多倍,不過它延伸得比強力遠,所以一般情況下強力被電磁力封閉著,如果突破不了電磁力,就不會有核聚變。其實電磁力是一種非常溫和而美好的力,它天生就有正和負,永遠不會過分,所謂陰陽生萬物。因此它就構成了宇宙中最豐富的物質演化,包括生命。
引力是最弱的力,在單個原子中比電磁力弱幾萬萬億倍,但宇宙對它幾乎沒有限制,因此它將會以多勝少,最終統治宇宙。
構成我們生命的主要是電磁力,強力和弱力被封閉著,而引力在我們身體中可以被忽略,但我們的身體卻能感覺到地球的引力,因為引力會隨著物質的增大而顯示出來。我們舉起重物時,就是肌肉中的電磁力在和地球的引力做抗衡,人們很多的鍛練方法,就是用地球的引力來增長我們肌肉中的電磁力的能量。
是引力最終打敗電磁力,是當一個物體變得像太陽這麼大的時候,這不僅能控制地球圍繞它旋轉,同時它的每個原子的引力都向中心塌縮並輸送壓力和熱量。而由於太陽的品質巨大,因此它的引力就可以積累到極高的溫度,溫度越高,原子核運動速度越快,當達到1000萬度時,原子核的電磁力將無法阻擋高速奔跑的原子核相互碰撞的力量。於是原子核的強力終於在瞬間結合並讓物質釋放出巨大能量,這就是核聚變,是太陽以及宇宙中所有恒星誕生的方式。
人類非常羡慕這種能源,但是目前只能破壞性地使用,這就是氫彈,一朵這樣的核聚變雲能輕易地抹平一座幾百萬人的城市,也許宇宙中所有的智慧文明都要經歷這樣的考驗:道德水準是否可以達到安全地使用宇宙中最強大的能源的程度。人類正在嘗試能夠把核能的破壞性變成建設性。