太陽燃燒的是什麼燃料?
太陽是位於太陽系中心的恆星,目前太約50億歲,太陽直徑相當於地球直徑的109倍;體積大約是地球的130萬倍;其質量大約是地球的33萬倍。
太陽質量大約四分之三都是氫,剩下的幾乎都是氦,其他的重元素少於2%。其能源來源於它直徑不到50萬千米的核心部分,溫度高達1,500萬度,壓力極大。在這樣高溫、高壓條件下,產生核聚變反應,而太陽就是採用核聚變的方式向太空釋放光和熱的。
太陽燃燒使用得最多的燃料是氫元素,但並不是普通的氫氧化學燃燒,而是太陽使用氫-氫之間的核聚變來提供能量的。其燃燒過程並不需要氧氣,並且比氫氧燃燒能量高數千倍。在核聚變的過程中,太陽釋放大量的能量需要通過損耗質量來實現,所釋放的這種能量能使太陽發光。每秒鐘,太陽由於核聚變而損耗的質量大約為400萬噸,而按照其本身巨大的質量和這樣的消耗速度,在過去50億年中,太陽只消耗了其0.03%的質量。
太陽目前正處於中年期,一旦它的氫燃料消耗殆盡,太陽將變為所謂的"白矮星"。據科學家估計,其壽命還有大約50到60億年。在這之後,太陽內部的氫元素耗盡,其核心將發生坍縮,導致溫度上升。知道太陽開始把氦元素聚變成碳元素,這種現象才會停止。轉向新元素過後,太陽的質量將會有所下降,這會導致地球或者火星離太陽更遠。而太陽的外層則會延伸到地球或者火星目前運行的軌道處。
因此,總結來說,太陽體積和質量十分龐大,目前還很長壽,它靠核聚變產生強大的能量,主要的燃料是氫氣,燃燒的過程也不需要氧氣的參與。
更多優質回答,請持續關注鎂客網頭條號~
自古以來,人類仰望天空,對天體感到無盡好奇。閃閃發光的星星和熾熱的太陽,充滿著神秘。對於天文學家而言,太陽只不過是一顆正在走向死亡的恆星。但對於其他人而言,太陽是一個熊熊燃燒的大火球,為我們能提供光和熱。
太陽已經持續燃燒了大約50億年,是什麼在維持太陽的燃燒呢?我們都知道,太空中沒有空氣,因此沒有氧氣可用於太陽的燃燒。在我們的日常經驗中,我們所熟悉的唯一燃燒是火焰燃燒。本質上,這是一种放出光和熱的氧化反應。但這不是唯一的反應類型。太陽確實在「燃燒」,但它是一種核反應,而不是化學反應。
太陽的燃料為氫原子,73%的太陽質量由這種化學元素組成。太陽的光和熱都來自於它的中心區域,那裡的溫度高達1500萬攝氏度,壓力高達3000億個地球大氣壓。在這樣的極端高溫高壓下,四個氫原子能夠聚變成一個氦原子,並釋放出能量。因此,氫核聚變無需氧氣的參與,太陽的「燃燒」不用氧氣。
太陽每秒要燒掉426萬噸的氫原子,根據愛因斯坦的質能方程E=mc^2,可以計算出太陽的功率為3.85×10^26瓦,相當於每秒9.19×10^10噸的TNT爆炸。
那麼,太陽最終會熄滅嗎?
答案是顯然的,太陽最終會燃燒殆盡,只不過還要一段非常漫長的時間,因為太陽的燃料非常充足。自誕生數十億年以來,太陽已經燃燒了一半的氫燃料。目前,太陽所包含的氫燃料還足夠再燒50億年。當氫燃料耗盡,核心坍縮,溫度升高,太陽將開始燃燒氦。此時,太陽將會膨脹成紅巨星。之後,太陽外層被剝離,結果留下白矮星。再經過數十億的冷卻,白矮星最終完全變暗,在宇宙中徹底死去。
川陀太空解答:恆星產能的兩種重要機制分別是引力收縮和核反應。引力收縮是恆星向外的壓力不能與向內的擠壓平衡(沒達到流體動力學平衡),恆星會收縮。勢能減少,動能增加,使得恆星發光。由地質學可知,地球已是幾十億歲了,太陽的年齡應該與地球的年齡相同,或者比地球的年齡要大。
因此在某一時期,太陽的產能機制是引力收縮,但肯定存在另外的產能機制。太陽現今處於主序星階段,中心氫燃燒,即氫的聚變反應,為太陽持續發光提供能量。在太陽內部,四個氫核經過P-P鏈產生一個氦,CNO循環也可以產生這一過程。每秒消耗3.6乘以10的38次方氫核,根據愛因斯坦質能關係,可知這一聚變過程產生巨大的能量。經推算,太陽以現在的光度還能存在10的11次方年,太陽的年齡大約為45億年,它的中心氫只消耗了5%。P-P鏈是兩個氫核聚合成氫,氫和一個氫核聚合成氦三,最後兩個氦三聚合成氦四,釋放一個氫核,在此過程中,釋放能量和光子。
如果溫度超過1.4乘以10的7次方 K時,兩個氦三聚合成鈹,鈹同電子和質子發生反應生成鋰和中微子,鋰與氫核生成兩個氦,在反應過程中產生能量、光子和中微子等。在溫度較低時,P-P鏈產能率高,溫度較高時,後一個產生氦的反應產能率高。此外,太陽還存在CN和CNO循環。CN循環是氫核與碳十三生成氮,氮與氫核生成氧十五,反應過程中釋放能量。當溫度高於1.4乘以10的7次方 K時,發生CNO反應。
太陽上的燃料是氫核聚變 認為太陽的巨大能量是由氫核聚變為氦核的熱核反應提供的,在今天已被作為科學常識寫進了教科書.然 而,至今仍不斷有科學家對此提出質疑,因為它還遠不是一個嚴密得滴水不漏、無可挑剔的理論體系. 為了解釋太陽巨大輻射的能量來源,歷史上曾提出過各種假說,如碰撞產能、化學產能、放射性產能和引力收縮產能等各種學說.然而具體計算表明,這些機制都不能以目前的太陽輻射功率(3.845×1033erg/s)維持太陽年齡(約4.6×109)的量級. 1932年,美國物理學家查德威克發現了中子,1939年美國物理學家貝特據此提出,熱核反應是太陽或其它恆星的能源.他因此獲得了1967年諾貝爾物理獎.儘管這種說法似乎已為太陽輻射找到了可計算出來的能源,但事實上太陽能源問題依然雲山霧罩,問題多多. 譬如,人類通過對氫彈的研究發現,氫彈的核聚變是一次性的,要麼不爆炸,要爆炸就一次性爆炸光,不可能「慢慢來」.另外,眾所周知,核爆炸的破壞力主要有4種:1、光輻射;2、衝擊波;3、核輻射;4、放射性沾染.而且,一般氫彈的衝擊波和光輻射要佔氫彈爆炸總能量的90%[1].當核裝置內核反應過程結束時的溫度高達數百萬度,形成壓力達上千萬個大氣壓的高溫高壓氣團,這個氣團向外迅猛膨脹,同時發射X光,加熱周圍的空氣,使被加熱的空氣成為高溫高壓氣團的外層[1].高壓氣團迅速向四周膨脹,壓縮空氣形成以超音速的速度向外傳播的衝擊波.[1]如果太陽是以核聚變為能源的,那麼它巨大的衝擊波哪裡去了呢?為什麼同為氫核聚變,氫彈有衝擊波,而太陽卻沒有衝擊波?持核燃燒說的學者認為太陽中心即核反應區,並認為發生核反應的區域大約為0.2個太陽半徑.我們知道,太陽半徑約為696000千米,則核反應區的半徑約為139200千米(約為地球體積的477倍),而且在這樣一個巨大的區域里盛滿了密度達160克/厘米3(地球密度只有5.52克/厘米3)的氫核燃料.這樣巨大的一顆「氫彈」,它的「當量」要有多大?這樣釋放極大能量的巨大核爆炸產生的衝擊波難道不足以穿透太陽表層,把太陽炸個粉碎?為什麼太陽的體積不會急劇膨脹?為什麼沒有衝擊波?而只有所謂「輻射區」和「對流區」?這是人為猜想還是真實過程?如果太陽也像普通氫彈一樣具有衝擊波,衝擊波將到達何處?太陽還能維持它的穩定結構,保證它的持續燃燒嗎?即使說這是相當於發生在「地下」的核爆炸,衝擊波會受到抑制,但考慮到發生核爆炸的體積、能量都十分巨大,且太陽本身的密度相對較小(只相當於地球的1/4),足以使整個太陽的體積迅猛膨脹.如果這樣規模的核爆炸都不能發生體積的膨脹,那麼「宇宙大爆炸」又是怎樣發生的呢?另外,使整個星體化為齏粉的新星和超新星爆發也被認為是那些星體上發生了核爆炸引起的,那麼這樣的核爆炸與太陽內部的熱核反應有何不同呢?這些問題我們都得到過明確的解答嗎?沒有. 此外,如所周知,發生核裂變反應的原子彈爆炸是一次性反應,而人工受控核裂變裝置,則必須將隔離儲存的核燃料緩慢、均勻地注入核反應堆,才能保證核裂變反應持續進行.同樣,發生核聚變反應的氫彈爆炸,也是一次性反應過程.人類正在試圖建造的受控核聚變裝置,也必須將隔離儲存的氫核燃料緩慢、均勻地向核反應裝置中注入,才能使核聚變反應持續進行.同理,太陽如果是由氫核聚變反應供能的,也必須有一個將隔離儲存的核燃料緩慢、均勻地向核反應中心(日心)注入的機制.如果沒有這樣一個機制,又怎樣能保證太陽上的那些氫核不是在一瞬間統統參與核聚變,而總是只有很小一部分氫核參與了聚變,其它更多更多的氫核只是在一旁靜靜地排隊等候,「對號入座」地參加核反應,以保證完成讓太陽持續燃燒數十億、上百億年的艱巨使命呢?而這樣的「均勻、緩慢地添加燃料」的機制又在哪裡呢?太陽又怎樣把它的核燃料與核反應中心隔離並儲藏起來呢?而如果是「一次性投料」,也必然只能發生一次性反應.另外,發生核聚變的日心與不發生核聚變區域的邊界在哪裡呢?是什麼機制約束了這個邊界以外的區域使它們不發生核聚變?對這些問題我們並沒有得到任何明確的解答,又怎麼能確信這個理論是正確的呢? 再者,按照目前的認識,太陽物質絕大部分是等離子體,而等離子體的一個標誌性的根本特徵,是由於長程庫侖力的作用而發生集體相互作用.如果物體中的荷電粒子密度尚不能產生集體相互作用,則不能稱為等離子體.等離子體的集體相互作用,將使太陽等離子體作為一個整體存在,這將必然導致太陽上的全部氫核(質子)一次性地完成聚變反應.如果太陽確實是由核聚變供能的,那麼,存在一種什麼樣的機制,能破壞等離子體的集體相互作用,使庫侖力失效,從而將參加核聚變的等離子體「分而治之」,使它們「一撥一撥」地參與到氫核聚變中去呢?如果是人工控制,可以將氫核燃料儲存起來,然後慢慢輸入到聚變中心去(但到今天仍未實現),太陽卻做不到這一點.這顯然也是一個不可逾越的障礙,無法解決的難題. 據人類數十年的實驗研究,發現熱核聚變是極難控制的.「托卡馬克」裝置中的等離子體運行十幾分鐘後就會發生難以控制的猛烈爆發,所以至今受控核聚變仍無突破.即使人類將來掌握了受控核聚變的技術,那麼核聚變也必定是在極嚴密的高技術控制下才能平穩運行的.而太陽上的核聚變誰又來控制,誰又能控制呢?無人控制的核聚變為什麼不在一瞬間反應完,而能維持數十億年呢?如果回答不了這些問題,就不能確信太陽能量是由氫核聚變提供的. 發表在《科學大眾》2003年第1期上的馮澤君先生的《質疑太陽能》一文,通過對原子彈、氫彈的爆炸機理和核電站的工作原理分析後指出:太陽能如果真的是由氫的核聚變反應產生的話,那麼有理由說,太陽中所有的氫應該在極短時間內全部一次反應完,然後太陽逐漸冷卻,歸於沉寂、黑暗以至完全消失,不可能像現在這樣不慌不忙、連續進行反應,持續幾十億年經久不息,而質量並無多大減少.
太陽上燃燒的是不需要確定具體物質性質的「燃料」,本質上是屬於化學能,而不是某種核燃料。要弄清楚這個問題,還得從物質產生能量的機制說起。
筆者梳理了一下發現,物質產生能量的基本方式有三種:一是核能。包括原子核裂變能和原子與原子之間的核聚變能,統稱原子能;二是化學能。包括燃燒,原子與原子之間的化合能和分解能,分子與分子間的化合能和分解能等等。化學能還包括:撞擊摩擦能、高壓環境下的擠壓摩擦能、物質與物質之間貼近時相對運動的摩擦能等等;三是電磁能,包括光電轉化能、電磁轉化能等等。
下面重點說說摩擦能。為什麼要說摩擦能呢?因為太陽燃燒出來的能量正是摩擦能。其實,摩擦產生能量的現象十分普遍,我們經常看到或歷史記載的有:1908年俄羅斯通古斯地區大爆炸就屬於撞擊出的摩擦能、物體在地球大氣層中高速運動時與大氣層中的氣體所產生的摩擦能、兩個物體接觸面的物理性往複運動所產生的摩擦能以及天體內部高壓環境下物質之間受到擠壓而形成的摩擦能等等,這些緊貼著的相對運動物質皆能夠產生摩擦能。那麼,摩擦又為什麼能夠升溫呢?這是一個到目前為止還沒有完全弄明白的問題。筆者以為,摩擦升溫看起來它屬於物理學範疇,但從本質上來看卻又屬於化學範疇。物體與物體在貼近時作相對運動,物質的相互接觸面上就會發生分子和原子被強行「剝離」的狀況。剝離,就是物體表面上一小部分原子或分子被「強制」性地從原來的物體上被分離了出去。這多少有點像木工用手推刨子去一層層刨開木板上的多餘部分的情形。除了原子核以外,物質能夠聚合在一起是因為原子的化學鍵在起作用。摩擦就是破壞(瓦解)了物質的化學鍵。而化學鍵在發生「崩潰」(原子之間的間隔距離過緊、過松、分解、離散或重新聚合)過程中會釋放出能量。這個現象在化學反應中已經表現得淋漓盡致。為什麼化學鍵「潰散」時會釋放出能量呢?因為兩個以上的原子在靠近或分開時,核外電子層的電子運行軌道之間出現路徑重疊而發生碰撞或排斥彈射,電子的彈射又是物質能量表達的形式。另外,原子核外有機會相遇的正負電子會發生「湮滅」。湮滅,就是兩個異性電子之間因引力所導致電子化合般的激烈碰撞,而正負電子又不可能結合成異性電子集合體的新物質,從而,這種正負電子碰撞後會產生碎片,生髮出強烈的基本粒子彈射能量。這就是摩擦導致化學能產生的機制。
有了化學能的天然機制存在,太陽在最初形成時,四面八方的太空漂流物質先後向著太陽中心下落,物質下落時相互擁擠出摩擦力、太空物質與「地面」撞擊出的摩擦力以及太陽的原始核心內部因為萬有引力作用所形成的高壓摩擦力,共同產生了太陽能。所以太陽燃燒的物質是不具確定性的物質。即不管哪一種物質都是太陽燃燒的燃料。據此,太陽上的能量賦予者是萬有引力,即萬有引力導致物質摩擦,摩擦使得電子有機會碰撞或「湮滅」而產生能量,能量跟隨著基本物質一同噴向周圍空間,這才是太陽得以長期燃燒的燃料之原因和機制。
1、太陽是以核聚變方式來提供能量。本質上它可以使用一切比鐵原子量更小的元素為燃料,合成更重的元素,釋放巨大的核聚變能量。當然太陽使用得最多的燃料是氫元素,它生命的90%的時間都是燃燒氫氣,只不過不是普通的氫氧化學燃燒,那點化學能只是九牛一毛而已,實際上太陽使用氫-氫之間的核聚變提供能量,比氫氧燃燒能量高數千倍。
2、氫-氫核聚變產生氦,氫消耗完畢後改為3氦核聚變產生碳,然後碳繼續核聚變可以產生硅、氧等一系列原子,但這個核聚變鏈條抵達合成鐵原子之後就抵達太陽最後時光了。
3、因為鐵元素是核能最低也是最穩定的元素,無論是鐵核聚變還是核裂變,都需要吸收能量而不是釋放能量,所以當太陽燃燒到硅氧階段後,產生鐵元素,便開始積累鐵元素並停止核聚變了,此時太陽的命運就取決於初始質量。
4、小質量的恆星變成無趣的白矮星,陰冷冷的死去,大質量的恆星則在大爆炸中結束生命,核心留下中子星或則黑洞。
5、但不要小看這最後階段的超新星爆炸,雖然是極其短暫的一瞬間,但確實宇宙中最有意義的大爆炸,所有構成生命要素的比鐵重的元素都是在這一瞬間產生的,可以說沒有超新星大爆炸,就不會有生命存在。
所以,不要想像地獄是什麼模樣,看看我們自己的身體吧,它就曾來自比地獄惡劣100倍的地方。
太陽的燃料非常簡單,就是氫,和我們小時候玩的氫氣球裡面是同一種元素。
為啥普普通通的氫這麼耐燒呢?
第一點可能不少答主都說了,因為太陽核心進行的並不是燒木頭燒煤那種普通的燃燒,而是核聚變反應。既然是核反應,就不用考慮氧氣的事情了。更何況即使是普通的燃燒也不都需要氧氣參與的,不信可以回去翻翻中學化學書。
第二點可能講的比較少,核電站核彈那種好像反應速率很快,那為啥太陽裡面的核反應能持續幾十億年呢?
如果說核彈像是放鞭炮,一眨眼功夫就炸光了,核電站像是燒爐子,得控制火力,不要太冷也不能太熱,那麼太陽核心的聚變反應更像是在抽彩票,而且是中獎率極低的彩票。
原子核之間要想發生作用,聚變成一個新的原子,是非常困難的,需要極高的溫度和壓力,原子就好像要翻越一堵能量的高牆,即使在太陽核心也是很難達到。幸虧原子世界是講概率的,翻不過去可以「穿」過去,只不過這種「穿過去」的概率很小,小到一萬億億億分之一。太陽上參加核聚變抽獎的粒子非常多,約有一億億億億億億億個,這樣一來,即使中獎率奇低,也總有中獎的。
這就好比有個700億的大獎,每張獎券一塊錢,但中獎率只有100億分之一,地球上70億人,每人買一張,都未必會有人中獎;這時候比爾蓋茨來了,拿出700億買了700億張獎券,能中獎的話就一點也不奇怪了。
太陽上的氫元素就是普通的氫元素,比爾蓋茨的一塊錢也是普通的一塊錢,但是當大量的氫或者大量錢聚集到一起的時候,就可以做到普通人難以想像的事情,不論是發光發熱幾十億年還是努力消滅某種疾病。
宇宙浩瀚無垠,個人水平有限,圖片來自網路。如有疏漏,請多指教。
我們的原子核理論認為,太陽等恆星都是在進行著核聚變,地球上的各種元素都核聚變的結果,我們也都在不遺餘力地進行著核聚變實驗。
但這宇宙中的幾百種元素又是如何被一一聚變出來的呢?現實實驗中核裂變能成功,而核聚變卻總是搞不定呢?太陽到底是核聚變還是核裂變?我們也不能一口咬定它就是核聚變,難道就因為它表面存在有氫?核裂變能放出巨大能是,核聚變也能放出巨大能量,這真是有點怪異?而自然界中的放射性元素的裂變又是怎麼回事呢?恆星演化成中子星又是怎麼回事呢?
元素是裂變來的還是聚變來的?只有把宇宙演化和物質循環搞懂了,才能作出正確判斷?
宇宙的物質循環是個物質聚集的過程,但它不是無限聚集,在聚集到一定程度後,然後爆炸分解,分解後又聚集,聚集後又分解,如此循環。大爆炸爆出基本粒子,在基本粒子的自由組合中形成光子,光子組合出電子,電子的聚集效應形成中子,中子的聚集效應組合出原子核,這一時期的原子核是質量很大的統一的超級原子核。原子的鬆散聚集形成星體,星體的相互聚集構成星系,星系的合併聚集造成碰撞爆炸,後又重新循環。
在星體的成長中,星體四周的光子能量匯聚於中心,使中心產生巨大壓力,這種壓力壓碎一切物質,使星體中心的原子核產生裂變,最後裂變成中子星,隨著星體物質聚集,中子發生裂變,裂變成電子星,後電子裂變,釋放大量光子。
宇宙是種裂變規律,地球元素是太陽超級原子核裂變的結果。裂變具有不可逆性,並形成特異原子,特異原子組成特異分子,特異分子是生命物質的基礎。
裂變是宇宙物質循環的規律,聚合只有在特定時期才能形成。我們的核理論走聚變路線,是不是搞錯了方向?
太陽在史前是一個茂密的森林,因為是地球的百萬倍所以,他的樹林也多的不計其數,有一年天氣大旱,雷電引燃了樹木,大氣層的氧氣也被燃燒殆盡,但是太陽的地下是放射性元素砣鈦。砣鈦的性質是高溫後轉變為砣鈦碳並放出高溫能量,砣鈦碳的性質是再高溫燃燒轉化為砣鈦並釋放高溫能量,砣鈦不斷來回反應,使溫度越來越高。
有沒有顛覆你們的認知?我是天狼星過來的星人類
太陽其實根本未燃燒只是一個發光體,什麼燃燒核爆全屬扯蛋。我認為太陽是一個死掉的星球,它以能量輻射的形式把自己的遺體緩慢的歸還給宇宙。正是這種存在讓人類有幸看到了夜明珠和放射物質。九大行星對太陽輻射物的絕對依懶使得它們不得不繞太陽運行。如果說太陽在燃燒,我們知道燃燒是需要兩種物質不斷聚合。試問整體燃燒的太陽另一個物質來此何方?如果說太陽是核反應。試問是誰在控制著核僅在太陽表層發生?一夥天體學家沿著前人的構想不斷去了解太陽而發論,當有一天發現前人的構想是一個腐朽的基石,天體理論大廈豈有不傾之理?
推薦閱讀:
※遠超地球重力的超重力星球上生物,假如來到地球,會發生什麼?
※為什麼天王星和海王星看上去是藍綠色?
※海水淡化去鹽技術為何如此的難?
※牙齦炎和牙周炎的區別是什麼?
※我們有沒有可能是生活在一個巨獸的身體內?