水能滅火這小孩子都知道,但水能不能撲滅太陽(yáng)這就是一個(gè)問(wèn)題了,畢竟太陽(yáng)也是一個(gè)發(fā)光發(fā)熱體,理論上來(lái)看只要散熱足夠快,溫度下降到不足以發(fā)光,那么就算撲滅了嗎?似乎值得探討一下!
美國(guó)物理學(xué)家漢斯·貝特曾經(jīng)向他女朋友吹牛,說(shuō)他是地球上唯一搞明白了恒星發(fā)光原理的人,不過(guò)可惜的是他女朋友并不太明白他說(shuō)的是什么!但我們從現(xiàn)在來(lái)看,就應(yīng)該明白漢斯·貝特說(shuō)的到底是什么意思了,關(guān)于恒星核聚變的理論有過(guò)一個(gè)發(fā)展歷程:
1920年愛(ài)丁頓爵士提出太陽(yáng)核心的溫度和壓力足夠讓氫核核聚變成氦核;
1925年塞西莉亞·佩恩-加波施金證明太陽(yáng)中氫元素占了絕對(duì)比例;
在1928年,喬治·伽莫夫推導(dǎo)出了伽莫夫因子,給出了質(zhì)子在足夠接近時(shí)的強(qiáng)作用力可以克服庫(kù)倫障壁的量子力學(xué)公式(量子隧穿效應(yīng),否則太陽(yáng)內(nèi)部溫度不足以聚變)
1930年物理學(xué)家蘇布拉馬尼揚(yáng)·錢(qián)德拉塞卡和漢斯·貝特提出核聚變理論;
1932年澳洲科學(xué)家馬克·歐力峰確定核聚變程序
1938年提出了恒星內(nèi)部質(zhì)子-質(zhì)子鏈反應(yīng)和碳氮氧循環(huán)兩種過(guò)程,闡述了太陽(yáng)能量來(lái)源。
當(dāng)然后續(xù)還有進(jìn)一步的演化,但解釋太陽(yáng)的發(fā)光原理就已經(jīng)足夠了!太陽(yáng)當(dāng)前正在產(chǎn)生能量的量?jī)蓚€(gè)過(guò)程,分別是質(zhì)子鏈反應(yīng)過(guò)程:
這個(gè)反應(yīng)過(guò)程很簡(jiǎn)單,氫同位素中的氕反應(yīng)生成同位素氘,再由氘和氕生成氦三,氦三和氦三生成氦四,不過(guò)這個(gè)過(guò)程尚未發(fā)生,這是太陽(yáng)未來(lái)的事情!質(zhì)子鏈反應(yīng)是太陽(yáng)能量的一個(gè)重要來(lái)源。
碳氮氧循環(huán)過(guò)程,這是氫轉(zhuǎn)換成氦的另一個(gè)過(guò)程,這是太陽(yáng)能量的另一個(gè)來(lái)源,但在太陽(yáng)這樣的比例中很小,更高質(zhì)量的恒星中碳氮氧循環(huán)將成為主要來(lái)源!
簡(jiǎn)單的說(shuō)太陽(yáng)的發(fā)光原理就是氫的不斷聚變!
水的成分很簡(jiǎn)單:H20,兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子構(gòu)成了水分子,水中氫氧質(zhì)量比為1:8,這是根據(jù)H的相對(duì)原子質(zhì)量為1,O的相對(duì)原子質(zhì)量為16,簡(jiǎn)單計(jì)算便知!
水能滅火的原理有兩個(gè),其一是隔絕氧氣,其二則是降低著火物體的溫度,雙管齊下,所以滅火效果非常好!那為什么水不能撲滅油類和電器短路造成的火災(zāi)呢?很簡(jiǎn)單,有兩個(gè)原因:
油的比重比水小,因此油類會(huì)浮在水面上,無(wú)法隔絕氧氣,因此滅火失??!
電器類著火則是因?yàn)樗械碾s質(zhì)會(huì)導(dǎo)電,造成觸電事故,如果確定斷開(kāi)了電源,也可以撲滅此類火災(zāi)!
太陽(yáng)上應(yīng)該不含油,盡管聽(tīng)說(shuō)有太陽(yáng)上來(lái)的帶電粒子,但整體上還是電荷中性的,所以用水來(lái)滅太陽(yáng)的火似乎沒(méi)病,但假如你去做了的話,恰恰不能滅火,反而會(huì)讓太陽(yáng)燃燒的更旺盛,這似乎有些超出我們的常識(shí)?其實(shí)并沒(méi)有,因?yàn)樗€有另一個(gè)特性:熱解!
其實(shí)理解起來(lái)也挺簡(jiǎn)單,只要輸入能量超過(guò)水分子結(jié)合的鍵能,那氫氧就離解了,太陽(yáng)光的紫外線將水汽離解成氫和氧也是類似的原理,那么水熱解的溫度是多少呢?
大約2000-3000℃,那么太陽(yáng)表面溫度是多高呢?大約5500℃,這個(gè)溫度已經(jīng)遠(yuǎn)超水的熱解溫度,當(dāng)水到達(dá)表面時(shí)(其實(shí)很難,因?yàn)樘?yáng)的日冕層溫度更高,但物質(zhì)比較稀?。?,很快就會(huì)熱解成氫和氧,你將會(huì)發(fā)現(xiàn),其中的氫剛好是太陽(yáng)上正在核聚變的燃料!
當(dāng)然還有另一個(gè)方案,足夠多的水能讓太陽(yáng)降溫,不也能熄滅太陽(yáng)么,那么地球的水夠嗎?
太陽(yáng)每秒向宇宙空間輻射的能量為:3.8×10^26W,這個(gè)能量大約可以燒開(kāi):
9.05×10^20千克水
地球上的水總量大約有:138.6億億立方米,太陽(yáng)燒開(kāi)這些水大約需要0.15秒
有興趣的朋友可以在算一下,保不準(zhǔn)種花家算錯(cuò)了呢,不過(guò)這其實(shí)無(wú)傷大雅!地球的水量是有限的,但無(wú)論多久燒開(kāi),會(huì)有朋友繼續(xù)提出一個(gè)超喪的問(wèn)題,假如以無(wú)限量的水來(lái)給太陽(yáng)降溫呢?
萊頓弗羅斯特效應(yīng)!
這個(gè)效應(yīng)是一個(gè)非常有意思的現(xiàn)象,液體不會(huì)濕潤(rùn)高溫的物體表面,會(huì)在其表面形成一個(gè)蒸汽層,這個(gè)蒸汽層會(huì)阻擋液體進(jìn)一步進(jìn)入,這也是手深入液氮內(nèi)短時(shí)間不會(huì)凍傷的主要原因!
所以再多的水也沒(méi)用,因?yàn)樵谒吞?yáng)之間會(huì)有一個(gè)蒸汽層,并不能接觸不到!但其實(shí)更深層次的背后卻不只是這個(gè)原因,而是太陽(yáng)發(fā)光的深層次原理!
太陽(yáng)核聚變不在表面發(fā)生,而是在內(nèi)核0.25R的半徑范圍內(nèi)
太陽(yáng)那么大,核聚變的區(qū)域就那么一小塊,因?yàn)橹挥性趦?nèi)核的高溫高壓下才能達(dá)到足夠比例的量子隧穿效應(yīng),兩顆質(zhì)子才能結(jié)合成氘(一顆質(zhì)子變成中子,需要吸收能量)!從此處距離距離太陽(yáng)表面還有幾十萬(wàn)千米,而水無(wú)法穿透這個(gè)距離!
就像一個(gè)內(nèi)熱式的開(kāi)水爐,只要源源不斷的能量輸入,它能一直燒開(kāi)水,而太陽(yáng)則比它更高級(jí),還能將水燒開(kāi),熱解成氫和氧,而氫則成為自身的燃料!簡(jiǎn)單的理解,就是用水澆滅太陽(yáng)是徒勞的,無(wú)論多少水,結(jié)果反而會(huì)越燒越旺!
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