太阳寿命
根据科学家计算 , 太阳的寿命约为100亿年 。【太阳寿命,太阳的寿命大约是多久】
我们今天所看到的太阳,已经“走过”了自己一半的“路程”,该“路程”已经有40多亿年的时间,相当于壮年时期 。对于人类来说 , 这可能是一个非常漫长的岁月,但对于太阳来说,仅仅是它的一半而已 。在这漫长的岁月中,太阳表现的特别“温顺”,并不“暴躁”,始终稳定的燃烧自己 , 把光和热奉献给地球上的每一个生命,从而使世间万物不再处于寒冷和黑暗状态 。
太阳的主要成分由氢气组成,在大量氢气产生的引力和挤压之下 , 太阳内核的一小部分区域正进行着剧烈的核聚变反应,同时伴随着大量能量和物质的释放,相当于每秒钟10亿颗原子弹爆炸所产生的能量 。
太阳的寿命大约是多久
太阳的寿命大约是50亿年 。按照科学家的推算,估计再过50亿年,太阳的大部分氢会聚合成较重的氦,氦需要更高的温度,才能聚合成碳,因氦较重 。其引力会更强 , 使太阳中心压力加高,当气体压力增高时,按气体定律,温度就会自动提高,当太阳大部分是氦时,其中心温度会增高到现在的10倍,达到一亿度时 , 氦就聚合成更重的碳,然后因引力会产生更高的温度而将碳聚合成氮 , 最后太阳就会消失 。
太阳的基本构造 。
太阳是普通的气体构成的,其中氢约占71.3%,氦约占27%,其它元素占2% 。太阳从中心向外可分为核反应区、辐射区和对流区、太阳大气 。太阳的大气层,像地球的大气层一样,可按不同的高度和不同的性质分成各个圈层,即从内向外分为光球、色球和日冕三层 。
太阳还能存在50亿年
这有点超出经典物理学,不过 , 可以通过一种非常简单的计算来估计太阳的寿命 。首先,目前太阳的年龄约为50亿年,这个数字是通过对太阳系中的天体进行放射性测定年代而确定的,这些天体是已知与太阳大约在同一时间内形成 。
在太阳变成红巨星之前的太阳寿命总年数约为100亿年,这意味着太阳还能持续燃烧50亿年 。这可以通过假设当太阳耗尽使其保持明亮的能量之后会“死亡”来计算出 。即太阳的寿命是等于太阳的可以转化成光能的总能量除以太阳释放出能量的速率,公式如下:
寿命 = 总能量 / 释放出能量的速率
太阳释放出能量(光度)的速率大约是3.8 x 10^26瓦(也就是38后面有25个0瓦——相当于非常非常多的电灯泡) 。这个数字可以通过测量太阳出现在地球上的亮度以及它与我们的距离来确定 。
需要一些额外的知识(例如核物理学)来理解太阳消耗的总能量 。我们知道,太阳之所以能释放出光和热是通过其核心的核反应:把四个氢原子聚变成一个氦原子 。从元素周期表上可以看到 , 一个氦原子的质量要略微小于四个氢原子的质量总和,计算可知大约有0.7%的原始质量已经“消失” 。而这些“失踪质量”实际上是转化为能量,这就是使得太阳发光的能量 。因此 , 利用揭示了质量和能量之间转换的爱因斯坦著名的质能方程E=mc^2,就可得到太阳可获得的能量为:
E = 0.007 x M c^2
其中c是光速,M是太阳可进行核反应那部分的质量 。
现在,事实证明,只有太阳的中心部分是处于足够高的温度来进行这些核聚变反应 。这将需要使用一个太阳结构的详细模型来精确计算出太阳有多少部分是处于足够高的温度,但如果我们只是进行估算的话,我们可以认为大约有占太阳质量10%的太阳中心部分有足够高的温度进行核反应 。然后 , 我们就可以得到下面的公式:
E = 0.007 x 0.1 x Msun c^2
其中Msun是太阳的总质量,为2 x 10^30千克 。因此,我们可以计算出太阳的总能量消耗大约是1.3 x 10^44焦耳 。然后再除以太阳释放出能量的速率3.8 x 10^26瓦 , 可以计算得到太阳的总寿命大约是100亿年 。
怎么计算出太阳的寿命
我试试解:地日距离R=T 。*c
地日所成球的表面积S=4*π*R*R=4π(T 。*c)^2
因为 P 。=1.35KW
所以 P每秒=S*P 。
P每秒=S*P 。=m每秒*c^2
m总=0.9997*M=m每秒*T
代入各式
有
(S*P 。)/c^2=0.9997M/T
T=0.9997M*c^2/S*P 。
=o.9997M/4π*T 。^2*P 。
=4*10^20s
好像结果出了点问题
不过主要就是算每秒辐射出的总能量(用面积求)然后根据质能守恒方程
E=M*c^2 转化为每秒质量的消耗然后用总质量比 。
补充:按楼下的说法 , 应该用氢聚变的反应式
即氕+氘 得到 氦+中子
依楼下的意思,反应后的氦原子和中子都应飞出太阳
由书上知,一个氕原子和一个氘原子反应放出
Q单=1.76MeV=1.76*0.91*10^-24 J 能量
即单个氕原子和氘原子反应功率 P单=1.6016*10^-24 W
而 P每秒=S*P 。= P单*n
氕原子和氘原子质量和 m损=8.2799*10^-27 kg
所以 M每秒=m损*n
那么 t=0.9997M 。/M每秒
代入数据
求得 t=1*10^15s
当然我计算可能有点问题 , 数据太大了 , 建议你验算一边,自己选择算法 。
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