Почему Солнце горячее — объяснение для детей
Солнце – самое горячее место в Солнечной системе: описание для детей, температура в слоях и ядре, ядерный синтез, нагрев атмосферы, движение тепла к Земле.
Расскажем о том, почему Солнце горячее на доступном для детей языке. Данная информация будет полезна детям и их родителям.
Даже для самых маленьких не секрет, что благодаря Солнцу на нашей планете возможна жизнь. Нам повезло, так как Земля находится на правильной позиции: не слишком близко, чтобы сгореть, но и не далеко, чтобы превратиться в ледышку. Солнце – это сфера горячих газов, выделяющих тепло, нагревающее все вокруг. Родители или в учителя в школе должны объяснить детям, что это тепло распространяется на всю Солнечную систему. Конечно, чем дальше объекты, тем холоднее у них обстановка. Но почему Солнце вырабатывает так много тепла?
Если вы любите любоваться звездами, то должны знать, что по своему составу и принципу работы – это солнца. В самом начале своего формирования мы видим всего лишь массу вращающихся газов с ядром (центр), сдавливающим атомы (ядерный синтез). Чтобы сделать объяснение для детей максимально запоминающимся, скажите, что это сильное давление вырабатывает температуру в 15 миллионов градусов. То есть, вы сгорите, даже не успев приблизиться.
Чем ближе вы к источнику, тем теплее становится. Более того, у Солнца есть своя «атмосфера», сохраняющая нагрев. Тепловые молекулы выделяются из ядра, перемещаясь вокруг первого слоя (от ядра) – радиационная зона. Они двигаются там миллионы лет, а потом выбираются наружу. Следующий шар – конвективная зона с температурой в 2 миллиона градусов. Они остаются там, медленно производя огромные пузыри ионизированных атомов, из которых появляется горячая плазма. Дальше молекулы переходят в фотосферу.
Наверное, дети уже догадались, что с каждым внешним слоем температура падает. Так вот в фотосфере сохраняется 5500 °С. Это и есть солнечный свет. Когда мы замечаем на Солнце пятна, то это просто более прохладные области. Их центр нагревается до 4000 °С.
Следующий уровень накаляется до 4320 °С – хромосфера. Обычно вы не видите ее свет, потому что он слабее, чем фотосфера. Но он становится заметным в моменты солнечного затмения. Тогда Луна перекрывает фотосферу, и становится заметным красный ободок – хромосфера.
Корона нагревается до высоких температур, вырабатывая огромные плазменные потоки, достигающие максимума в точке короны. Она может приближаться к 2 миллионам градусов. По мере охлаждения короны тепло теряется и выходит в виде солнечного ветра. Нужно объяснить детям, что, чтобы добраться до Земли, солнечному теплу нужно преодолеть 93 миллиона миль. На это уходит 8 минут.
Теперь вы понимаете, почему Солнце горячее и сохраняет собственную температуру. Используйте наши фото, видео, рисунки и подвижные модели онлайн, чтобы лучше разобраться в описании и характеристике звезды. Кроме того, на сайте есть онлайн телескопы, наблюдающие за Солнцем в режиме реального времени, и 3D-модель Солнечной системы со всеми планетами, картой Солнца и видом на поверхность.
Источник
Почему Солнце до сих пор не сгорело?
Персональный обогреватель нашей планеты невероятно эффективен.
Наше Солнце — довольно средняя звезда в галактике Млечный путь — не самая яркая, не самая большая и существует всего 4,5 миллиарда лет. Она уникальна только тем, что её свет и тепло поддерживают жизнь на единственной обитаемой планете, которую мы знаем во Вселенной. К счастью для нас, людей, Солнце не сгорело с тех пор, как мы появились несколько сотен тысяч лет назад. Но откуда у него могло быть столько топлива? Почему оно не погасло, как свеча или костер? И когда оно наконец сгорит?
Это был насущный вопрос в XIX веке. В 1848 году немецкий естествоиспытатель Роберт фон Майер ( Robert von Mayer) выдвинул гипотезу, согласно которой Солнце нагревается благодаря бомбардировке его метеоритами. Разумеется, эта теория даже в то время не выдерживала критики. Поэтому, во второй половине XIX века наиболее правдоподобной считалась теория, выдвинутая немецким и британским физиками Германом Гельмгольцем ( Hermann von Helmholtz) и Уильямом Томсоном (лордом Кельвином), согласно которой Солнце нагревается за счёт медленного гравитационного сжатия. Этот процесс известен, как механизм Кельвина — Гельмгольца — остывание поверхности небесного тела приводит к падению внутреннего давления, из-за чего звезда сжимается, что в свою очередь приводит к разогреванию её ядра.
Однако, основанные на этом механизме расчёты оценивали максимальный возраст Солнца в 20 млн лет, что значительно меньше его действительного возраста.
Согласно другой гипотезе, популярной в XIX веке, Солнце буквально горит, т.е. происходит химическая реакция, которую мы видим, когда зажигаем спичку или разводим костер. Но и расчеты возраста Солнца по это гипотезе давали результат, который не соответствовал тому, что мы знали о возрасте Солнечной системы — 4,5 миллиарда лет. Если бы Солнце сжималось или горело, у него бы закончилось топливо задолго до того, как мы появились в этом мире. Очевидно, что-то происходило ещё, помимо сжатия и горения.
Спустя несколько десятилетий, в 1920-х годах, было найдено правильное объяснение механизмов «горения» Солнца. Сначала «отец» ядерной физики и лауреат Нобелевской премии по химии 1908 года Эрнест Резерфорд ( Ernest Rutherford) предположил, что источником энергии Солнца является радиоактивный распад .
Позднее, вооружившись знаменитым уравнением Эйнштейна E=mc², которое утверждает, что всё, что имеет массу, должно иметь эквивалентное количество энергии, британский астрофизик Артур Стэнли Эддингтон ( Arthur Stanley Eddington) предположил, что Солнце фактически преобразует свою массу в энергию. Вместо печи, которая превращает древесину и уголь в золу (попутно испуская свет и тепло), центр Солнца больше похож на гигантскую атомную электростанцию.
Солнце содержит огромное количество атомов водорода. Как правило, нейтральный атом водорода содержит положительно заряженный протон и отрицательно заряженный электрон, который вращается вокруг него. Когда этот атом встречает один из других атомов водорода, их соответствующие внешние электроны магнитно отталкиваются друг друга. Это предотвращает столкновение и слияние протонов друг с другом. Но ядро Солнца настолько горячее и сжатое, что атомы носятся с такой громадной кинетической энергией, что они преодолевают силу, связывающую их частицы вместе, и электроны отделяются от своих протонов. Это означает, что протоны, обычно защищенные электронами внутри ядра атома водорода, могут соприкасаться друг с другом и соединяются вместе в процессе, называемом термоядерным синтезом.
Так же, как внутри ядерного реактора, атомы внутри ядра Солнца постоянно врезаются друг в друга. Чаще всего четыре протона водорода сливаются друг с другом, чтобы создать один атом гелия. Попутно в этом процессе крошечная часть массы в этих четырех микроскопических протонах «теряется», но поскольку Вселенная сохраняет материю, она не может просто так исчезнуть. Эта «потерянная» масса ежесекундно трансформируется в огромное количество энергии, которую и излучает Солнце. Мощность этого излучения составляет 3,9×10²⁶ Вт. Это настолько огромное количество энергии, оно больше, чем всё электричество на Земле, которое будет использоваться свыше нескольких сотен тысяч столетий.
Эффективность термоядерного синтеза является основной причиной того, что Солнце так долго излучает тепло. Энергия, выделяемая при превращении всего одного килограмма водорода в гелий, такая же, как при сжигании 20 000 тонн угля. Поскольку Солнце очень массивное и относительно молодое, ученые считают, что оно использовало только около половины своего производящего энергию водорода.
В конце концов, ядро Солнца преобразует весь внутренний водород в гелий, и наша звезда умрет. Но, это произойдет только через около пяти миллиардов лет.
Источник
Почему лава горячая?
Почему лава горячая?
Земля в центре — очень горячее место. Если бы мы могли приблизиться к центру Земли на 48 км, температура там была бы 1200 градусов Цельсия. В ядре, или центре, Земли температура достигает 5500 градусов Цельсия. При такой температуре камень существует в расплавленном состоянии. Лава — расплавленный камень, смешанный с паром и газом, который с силой вырывается из недр Земли. Она прорывается из центра Земли через трещины в коре.
Иногда трещины бывают круглой формы. Тогда лава выходит через них, разливается круглой лужей и застывает в форме горы. Если лава извергается еще раз, она наслаивается на первое извержение и делает гору выше. Если извержения повторяются, накладываются слой за слоем, образуется гора, называемая вулканом. Когда лава извергается и разливается по Земле, она уничтожает все на своем пути.
Так происходит потому, что стремительный поток расплавленного камня имеет температуру от 1090 до 1640 градусов Цельсия. Города, которые расположены близко к вулканам, всегда подвергаются опасности быть разрушенными в случае извержения лавы. Иногда этого долго не происходит и люди считают, что они находятся в безопасности навсегда. А потом неожиданно извержения начинаются снова. Так случилось два тысячелетия назад с итальянским городом Помпея. Он был полностью погребен под потоком лавы и слоем пепла из вулкана Везувий.
Читайте также
Почему вода в гейзере горячая?
Почему вода в гейзере горячая? Даже если бы из гейзера не била в воздух огромная струя воды, он все равно оставался бы одним из наиболее интересных чудес природы. Гейзер действительно представляет собой горячий источник, а горячий источник – это уже само по себе
Г лава шестая
Г лава шестая РЕАЛЬНЫЕ ОПАСНОСТИ ВОДЫВ предыдущих главах уже упоминалось о некоторых объективно трудных и потенциально опасных ситуациях: прыжках в воду в незнакомом месте; роковой роли алкоголя в несчастьях на воде; медузах – «крестовичках», обитающих в Тихом океане;
Почему вода в гейзере горячая?
Почему вода в гейзере горячая? Даже если бы из гейзера не била в воздух огромная струя воды, он все равно оставался бы одним из наиболее интересных чудес природы. Гейзер действительно представляет собой горячий источник, а горячий источник — это уже само по себе
Почему земля горячая внутри?
Почему земля горячая внутри? Толщина внешней части земной коры в разных местах составляет от 15 до 50 км, причем ее температура растет по мере приближения к центру Земли. Примерно через каждые 40 м она увеличивается на один градус. На глубине трех километров настолько жарко,
ГОРЯЧАЯ ПРОМЫВКА
ГОРЯЧАЯ ПРОМЫВКА Двухнедельный журнал сатиры и юмора. Единственный номер вышел 31 октября в 1934 г. в Горьком. Издание газеты «По рельсам Ильича» политотдела 4-го отделения Московско-Курской железной дороги. Ответственный редактор — А. В. Шуклин. Отпечатан на 8 стр., с
Источник
Насколько горячей может быть лава?
Лава считается одним из самых испепеляющих веществ на Земле. Но насколько она горяча? Как быстро лава может уничтожить всё на своем пути?
Итак, лава – это фактически расплавленная горная порода, которая просачивается или вырывается из вулканов из-за экстремальных температур в глубинах Земли. Когда породы полностью расплавляются, они начинают подниматься к поверхности. Лаву обычно называют магмой, пока она не достигает поверхности. Как вы можете себе представить, температура, необходимая для расплавления камней, должна быть безумно высокой. Самая «холодная» лава может быть около +300 градусов, примерно, как внутри печи для пиццы. В самых экстремальных случаях вулканы извергают лаву с температурой до +1160 градусов, согласно данным геологов. В различной среде разные химические составы и минералы, которые могут влиять на эту температуру. После того, как лава вышла наружу, ее температура начнет снижаться, и в конечном итоге лава снова станет камнем. Горячая лава течет быстрее – около 1 м в минуту – и затем замедляется по мере остывания до 1 метра в день.
В связи с такой ошеломляющей температурой вы можете задаться вопросом, как исследователи её измеряют? Вы же не засунете в лаву термометр. Вместо этого вулканологи используют так называемую термопару или два провода, соединенные с одним и тем же электрическим источником. На наконечнике измеряется сопротивление электричества и преобразовывается в показатель температуры. Термопары изготовлены из керамики и нержавеющей стали, у этих материалов температура плавления выше, чем у самой горячей лавы.
Источник
Почему лава опасна для людей?
Все знают, что в центре Земли очень горячо, но немногие точно знают, из чего состоит лава вулкана и насколько она горячая. На отдалении 48 км от земного ядра нагрев достигает 1200 градусов по Цельсию, в самом ядре — уже 5500 градусов. От такого нагрева камни мгновенно расплавляются и становятся жидкими. Эти расплавленные камни и становятся основой для лавы, но это не единственный компонент. Из этой статьи ты узнаешь о видах лавы и их основных характеристиках, отличиях друг от друга. Также мы расскажем о типах вулканов и свойствах производимой ими лавы, температуре в жерле вулкана и в момент извержения.
Лавой называют расплавленные камни, перемешанные с газами и паром, которые вырываются из глубин Земли. Это становится возможным в тех местах, где на земной коре есть трещины. Если форма трещины будет округлой, то лава будет разливаться и застывать, образуя гору. При каждом извержении происходит наслоение, гора становится выше и выше. Именно так образуются вулканы.
Растекающаяся лава уничтожает все на своем пути. Чтобы представить всю разрушительную мощь, нужно знать, какая температура в вулкане. Она настолько высокая, что даже вырвавшиеся наружу потоки достигают 1090-1640 градусов. Этот стремительный поток невозможно охладить, пока он не застынет сам, его нельзя перенаправить. Отсюда множество исторических случаев, когда извержениями уничтожались целые города.
Иногда вулканическая активность стихает на сотни и даже тысячи лет, и людям может показаться, что они в безопасности. Но если очаг не потух, то он в любой момент может проснуться. Так произошло с городом Помпеи в Италии, сейчас его название знают даже школьники. После извержения Везувия этого города просто не стало, его поглотили потоки лавы, а сверху накрыли горы пепла.
Какие бывают вулканы?
Нужно знать не только, сколько градусов в вулкане, но и к какому типу он относится. От этого зависит консистенция лавы и ее структура после застывания, концентрация газов и количество пара и пепла.
Гавайские
Именно такие образовали Гавайский архипелаг, они извергают только жидкую лаву. Те, что расположены на Гавайях, основаниями лежат на океаническом дне, они уходят под воду примерно на 4600 метров. Одним из самых известных является Килауэа, размер его кратера — 5,6 на 2 км. На дне бурлит жидкая магма, его глубина — 300 метров. Высота лавовых фонтанов достигает 280 метров, поперечное сечение потока обладает диаметром 30 метров. Капли улетают еще дальше, они быстро засыхают и становятся тонкими нитками. Местные жители называют их волосами Пеле, у них это богиня огня. Название закрепилось с древних времен, когда люди не знали о происхождении вулканов и температуре внутри них. Потоки магмы расползаются по окрестностям, охватывая до 60 км округи.
Стромболийские
Такие выделяют преимущественно газообразные вещества. Названы в честь вулкана Стромболи, достигающего 900 метров в высоту. Он расположен на Липарских островах. В темное время суток столб исходящих пара и газа виден в разные стороны на расстояние 150 км, это явление стало природным маяком для кораблей. Подобный естественный маяк есть у берегов Сальвадора, его назвали Цалко. Он пунктуален, выбрасывает трехсотметровый столб из пепла и дыма каждые восемь минут. На ночном небе от этого появляются отблески, что выглядит очень эффектно.
Тип Везувия
Представители такого типа показывают вулканическую активность во всей красе: сначала из-под земли идет гул, как при землетрясении, затем через трещины в склонах начинается выделение смеси газа и пара. Это различные газы, среди которых множество удушающих: сероводород, сернистый, хлористоводородный и другие. Поднимаются клубы пара и облака пепла, они уходят на несколько километров вверх. Пепел — это кусочки застывшей при более низкой температуре лавы вулкана, он может быть темным или светло-серым. Эти облака тоже разлетаются на несколько километров.
Поднявшиеся облака закрывают солнце так, что в дневное время становится темно, как ночью. Частицы электризуются, производя в атмосфере гром и вспышки молнии. Они могут выпасть, как дождь, только с неба тогда идет не вода, а грязевые потоки. Из воронки вылетают песок и камни, а также вулканические бомбы, так называют вылетающие куски застывшей лавы. Затем наружу вырывается лава, она стекает по склонам, сжигая все на своем пути. К такому типу относится Ключевская сопка, она расположена на Камчатке и является самым крупным вулканом на территории Евразии.
Пелейские
Картина тоже будет ужасающей: происходит взрыв, после которого немаленькая часть конуса распространяется в воздухе, сразу же перекрывая солнечный свет. Такого типа японский Бандай-Сан, его считали потухшим тысячу лет, но он просто спал. В 1888 году, когда этого никто не знал, часть его конуса подлетела вверх на 670 метров. Темная пелена в воздухе не спадала несколько часов. Выделение высочайшей температуры лавы при извержении вулкана не произошло, но это не спасло от разрушений: взрывная волна была настолько сильной, что она вырывала с корнем деревья и сносила все постройки. Ученые объясняют отсутствие лавы тем, что в сопках такого типа она очень вязка. Именно из-за ее вязкости газы и пар не могут выделяться постепенно, поэтому они накапливаются, что и приводит к взрыву.
Зачаточные формы
Выше были перечислены основные типы сформированных вулканов, но помимо них есть еще и те, что только развиваются. Они не извергают магму, только газообразные вещества. Их также называют маары, особенно много таких можно увидеть в западной части Германии. Чаще всего их воронки наполнены водой и напоминают озера, окруженные вулканическими породами. Из этих же пород состоит дно маара, магма расположена под ним.
Виды лавы
Разобравшись с классификацией вулканов, мы понимаем, что лава бывает разной. Ее происхождение всегда одинаковое, это верхний слой земной мантии. Находясь под земной корой, она пребывает в однородном состоянии, но по мере приближения к поверхности она выделяет газы, которые начинают кипеть и пузыриться. Именно газы являются движущей силой, которая подталкивает расплавленные камни к поверхности, чтобы они вышли через трещины. Формально лавой называют только ту часть, которая вышла на поверхности. Рассмотрим ее типы.
Базальтовая
Самая распространенная на нашей планете с незапамятных времен, встречаются как на суше, так и в океане. После застывания становится черной горной породой. Примерно половина состава приходится на магний, железо и другие металлы. Такой состав позволяет субстанции сильно разогреться, в горячем состоянии растекается со скоростью два метра в секунду, примерно в таком же темпе бежит взрослый человек. Такая скорость приносит губительные последствия в сочетании с тем, сколько градусов в вулкане с лавой базальтового типа — порядка 1200 по Цельсию. Отличительной особенностью становится толщина слоя, она будет небольшой. При этом растечется очень далеко, на несколько десятков километров от активной точки.
Кислая
Более 63% от состава приходится на кремнезем, субстанция выходит очень вязкой, она практически не может растекаться. Поток не способен преодолеть и нескольких метров за день. Нагревается до 800-900 градусов, при насыщении газов кипит и становится более активной. Обычно после выброса стекается обратно в свою кальдеру. В застывшем состоянии кислая лава знакома каждому человеку — это пемза, при быстром застывании она становится пористой и менее плотной относительно воды.
Карбонатная
О ее происхождении ученые спорят по сей день, единого мнения нет. Такая лава извергается из одного вулкана на земле — Олдоиньо-Ленгаи, что находится в Северной Танзании. Известно, из чего состоит лава вулкана, в ней много натрия. Также известно, что этот тип — самый жидкий и холодный. Температура не превышает 510 градусов, консистенция настолько жидкая, что субстанция стекает со склонов, как вода. Может быть черной и коричневой, но уже через час после выхода светлеет, через несколько месяцев становится белой. В данном случае опасность не только в температуре, но и в повышенной текучести.
Источник