Электрический оптимизм
Весна
— Масса солнца составляет два октиллиона тонн, три октиллиона свечей!
Обожаю фильм «Весна». За музыку, за оптимизм, за веру в будущее. И еще за то, что там наши ученые отловили-таки солнечную энергию в каких-то солнечных ловушках и, можно сказать, поставили эту энергию на службу человечеству. И наплевать, что массу не измеряют в свечах — все равно хорошо…
Вообще-то я хотел еще раз вспомнить про электромобили, которым до смерти нужна эта самая солнечная энергия. Потому что если добывать электричество на ТЭЦ, то особого проку от всей этой затеи не будет. Сжигать все, что горит, нас научил еще Прометей, за что и был справедливо сослан всевышним на Кавказ. Кормить орлов.
Не лучше ли пользоваться Солнцем, пока оно еще горит?
К сожалению, мы почему-то цепляемся за эту идею только в кино, причем в очень старом. А вот братья по планете фильма «Весна» не видели, зато двигаются в нужном направлении. Я уже писал, что американская компания Tesla Motors, давно открыла на западном побережье США сеть электрических зарядных станций, получивших название Supercharger. При этом они получают электроэнергию как раз по методу «профессора Никитиной» из упомянутого фильма — с помощью солнечных батарей. Честно говоря, обидно и завидно.
Где только не строят солнечные электростанции… Под Каиром это делали еще в 1913 году, а пару лет назад открыли еще одну. Их профессоры уверяют, что за полдня в пустынях можно насобирать столько солнечной энергии, сколько хватит нашему шарику аж на целый год. Что-то не верится, но к профессорам все-таки стоит прислушаться. Кстати, они убеждены, что сегодня солнечная энергетика по важности сравнима с освоением космоса.
Пустыни Ближнего Востока и Северной Африки получают дармовой энергии примерно 630 тысяч тераватт-часов энергии в год… Ну, очень много. На порядок больше того объема электроэнергии, что вырабатывается в мире за год.
Какую-то часть электроэнергии в пустынях можно получать с помощью фотоэлектрических систем, преобразующих солнечный свет непосредственно в электричество. Такие системы работают даже в облачные дни, потому что могут использовать и рассеянное излучение. Но кпд у них не ахти. Выгоднее строить солнечные тепловые электростанции. Солнечные лучи, отражаясь от зеркал, нагревают жидкость — специальное масло или расплавленную соль. Образующееся тепло нагревает воду, превращая ее в пар, поступающий в турбогенератор, который и вырабатывает электричество. Эта технология, насколько я знаю, называется «концентрацией солнечной энергии».
Пессимисты бухтят: мол, дорого… Ну и что? Цветные телевизоры тоже стоили ну очень много, но где теперь черно-белые? К тому же разница между энергией от Солнца и ТЭЦ сегодня примерно двойная — это не на порядок! А те же мудрые профессора говорят, что скоро эти цены сравняются друг с другом. А после 2050 года солнечная энергия сможет обеспечить 50% потребностей человечества в электричестве — треть всей потребляемой энергии будет «оттуда» — от Солнца.
Теперь еще про электромобильчики — начал-то я с них. Почитал тут каких-то немцев и загрустил. Они на полном серьезе рассуждают, как будут массово использовать электромобильчики, в победе которых не сомневаются. Так вот, герры полагают, что машина превратится из дорогой игрушки просто в средство передвижения — и ничего более! Сел в первую попавшуюся тачку, брошенную кем-то, воткнул в нее смартфон, произнес заклинание и поехал, куда надо. Приехал, бросил на стоянке и забыл навсегда — пусть ее берет другой. Это, как известно, называется каршеринг.
Дальше — больше. Индуктивная подзарядка фактически свяжет все электрические бибики в единую сеть, чуть ли не социальную. А самое смешное — там уверены в том, что при необходимости совокупность всех электромобильчиков будет хранить в себе такой сумасшедшее количество энергии, что вполне сгодится для питания целого города, если очередной тайфун «выбьет пробки».
В это не верит даже такой любитель электричества, как я. Я не понимаю, почему Россия не хочет бухнуть на это любые деньги? Заикнувшись на самом верху о превращении РФ в мирового энергетического лидера, вряд ли стоит полагаться только на наши длинные трубы…
В кино профессору Никитиной все удалось. А что сегодня?
Понравилась заметка? Подпишись и будешь всегда в курсе!
Источник
Масса Солнца
Масса Солнца.
Масса Солнца составляет 1,9885 · 10 30 кг или 333 082 масс Земли.
Масса и плотность Солнца:
Масса Солнца составляет 1,9885 · 10 30 кг или 333 082 масс Земли. Масса Земли при этом составляет 5,97· 10 24 кг.
Масса Солнца составляет 99,866 % от суммарной массы всей Солнечной системы.
Масса, как физическая величина, является мерой гравитационных свойств тела (гравитации, притяжения) и мерой его инертности. Соответственно различают гравитационную массу тела и инертную массу тела. В современной физике гравитационная масса и инертная масса считаются равными.
Как следствие проявления гравитационных свойств и действия закона всемирного тяготения два тела притягиваются друг к другу тем сильнее, чем больше их массы. Или чем больше масса тела, тем с большей силой она притягивает другие тела. Гравитационная масса определяет меру такого гравитационного притяжения (силы гравитационного притяжения).
Согласно закону всемирного тяготения сила гравитационного притяжения между двумя материальными точками массы m1 и m2, разделёнными расстоянием r, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния:
где G – гравитационная постоянная, равная примерно 6,67⋅10 −11 м³/(кг·с²).
При этом масса тела не зависит от скорости движения тела и остается неизменным при любых процессах.
Масса измеряется в килограммах и относится к одной из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ).
Исходя из массы Солнца, как физической величины рассчитываются и другие параметры нашей звезды: плотность, ускорение свободного падения, сила тяжести, первая космическая скорость, вторая космическая скорость и пр.
Средняя плотность Солнца (ρ) – 1,408 г/см³ или 1408 кг/м³. Для сравнения: средняя плотность Земли (ρ) – 5,5153 г/см³.
Сила тяжести и ускорение свободного падения на Солнце:
Ускорение свободного падения на Солнце (g) составляет 274 м/с 2 или 27,93 g Земли. Для сравнения: на Земле ускорение свободного падения составляет 9,81 м/с 2 и меняется от 9,832 м/с² на полюсах до 9,78 м/с² на экваторе.
Ускорение свободного падения рассчитывается по формуле:
М – масса планеты (звезды), кг,
r 2 – квадрат радиуса планеты (звезды), м.
Сила тяжести на Солнце в 27,93 раз больше, чем на Земле. Это означает, что человек, весящий 72 кг, будет весить на Солнце всего 2 010,96 кг, т.е. около 2 тонн кг. Если быть точнее, то вес человека на Земле равен 72 кг · 9,81 м/с 2 = 706,32 Н, а вес на Солнце равен 72 кг · 274 м/с 2 = 19 728 Н. В то время масса человека на Солнце (72 кг) будет одинаковой, что и на Земле (72 кг).
Вес – это сила, с которой любое тело, находящееся в поле сил тяжести (как правило, создаваемое каким-либо небесным телом, например, Землёй, Солнцем и т. д.), действует на опору или подвес, препятствующие свободному падению тела. Вес тела, покоящегося в инерциальной системе отсчёта, равен силе тяжести, действующей на тело. Сила тяжести – это сила притяжения тела к небесному телу.
Вес (сила тяжести) рассчитывается по формуле F = m·g ,
F – сила тяжести, Н,
m – масса тела, кг,
g – ускорение свободного падения, м/с 2 .
На планетах Солнечной системы человек массой 72 кг будет весить:
– на Плутоне – 4,536 кг.
Первая космическая скорость и вторая космическая скорость на Солнце:
Первая космическая скорость (v1) на Солнце равна 437 км/с. Для сравнения: первая космическая скорость на Земле равна 7,91 км/с.
Первая космическая скорость (круговая скорость) – это минимальная (для заданной высоты над поверхностью планеты) горизонтальная скорость, которую необходимо придать объекту, чтобы он совершал движение по круговой орбите вокруг планеты.
Первая космическая скорость определяется массой и радиусом небесного тела, а также высотой над его поверхностью.
Первая космическая скорость вычисляется по формулам:
,
,
М – масса планеты, кг,
R – радиус орбиты, м,
R0 – радиус планеты, м,
h – высота над поверхностью планеты, м.
Вторая космическая скорость (v2) на Солнце равна 617,6 км/с. Она в 55,19 раза больше второй космической скорости на Земле. Для сравнения: вторая космическая скорость на Земле равна 11,19 км/с.
Вторая космическая скорость (параболическая скорость, скорость освобождения, скорость убегания) – это наименьшая скорость, которую необходимо придать объекту (например, космическому аппарату), масса которого пренебрежимо мала по сравнению с массой небесного тела (например, планеты), для преодоления гравитационного притяжения этого небесного тела и покидания замкнутой орбиты вокруг него.
Вторая космическая скорость определяется радиусом и массой небесного тела.
Вторая космическая скорость вычисляется по формулам:
,
.
Изменение массы Солнца:
В ядре Солнца осуществляется протон-протонная термоядерная реакция с образованием гелия-4, потому каждую секунду в излучение превращаются 4,26 миллиона тонн вещества. В среднем Солнце излучает с ветром около 1,3⋅10 36 частиц в секунду. Однако эта величина потерь ничтожна мала по сравнению с массой Солнца . Полная потеря массы Солнцем составляет за год 2 – 3⋅10 −14 солнечных масс. Потеря за 150 миллионов лет эквивалентна земной массе.
Выброс вещества из солнечной короны Солнца называют корональным выбросом массы. Выброс включает в себя плазму, состоящую в основном из электронов и протонов наряду с небольшим количеством более тяжёлых ионизированных химических элементов – гелия, водорода, кислорода и других.
Поток ионизированных частиц (в основном гелиево-водородной плазмы ), истекающий из солнечной короны со скоростью 300-1200 км/с, называемый солнечным ветром, уносится в окружающее космическое пространство.
Источник
Интересные факты о теле человека о которых даже не задумываются
Огромные молекулы.
Практически все, с чем мы имеем дело, состоит из молекул. Они различаются по размеру от простых пар атомов, таких как молекула кислорода, до сложных органических структур.
Но самая большая молекула в природе находится в вашем теле. Это хромосома 1. В ядре нормальной человеческой клетки 23 пары хромосом, каждая из которых представляет собой одну очень длинную молекулу ДНК.
Хромосома 1 – самая большая, содержащая около 10 миллиардов атомов, которая упаковывает объем информации, закодированной в молекуле.
Количество атомов.
Трудно понять, насколько малы атомы, составляющие ваше тело, пока вы не взглянете на их огромное количество. Взрослый человек состоит примерно из 7 000 000 000 000 000 000 000 000 000 (7 октиллионов = 7*10 27 ) атомов. Октиллион – это миллиард миллиардов миллиардов – такое число почти невозможно представить.
Для примера: Земля имеет массу около 5,98 октиллиона граммов. Масса Солнца составляет около 1,989 октиллиона тонн. Объем Солнца составляет около 1,412 октиллиона кубических метров.
Жизнь в космосе.
Если верить научно-фантастическим фильмам, случились бы ужасные вещи, если бы вы оказались вне космического корабля без скафандра. Но в основном это фантастика. Будет некоторый дискомфорт, когда воздух внутри тела расширится, но ничего подобного взрывающимся частям тела, которые любит Голливуд, не будет.
Хотя жидкости действительно кипят в вакууме, ваша кровь находится под давлением кровеносной системы, и все будет в порядке. И хотя в открытом пространстве очень холодно, вы не потеряете тепло особенно быстро. Как демонстрируют термосы, вакуум – отличный изолятор.
На практике в космосе вас убьет просто нехватка воздуха. В 1965 году костюм подопытного дал течь в вакуумной камере НАСА. Человек оставалась в сознании около 14 секунд. Точный предел выживания неизвестен, но, вероятно, он составит одну-две минуты.
Атомный коллапс.
Атомы, из которых состоит ваше тело, в основном представляют собой пустое пространство, поэтому, несмотря на то, что их так много, без этого пространства вы бы сжались до крошечного объема.
Ядро, составляющее большую часть вещества в атоме, настолько меньше всей структуры, что сравнимо с размерами шарика на футбольном поле или еще меньше. Если бы вы потеряли все свое пустое атомное пространство, ваше тело поместилось бы в куб со стороной менее 1/500 сантиметра.
Нейтронные звезды состоят из вещества, которое подверглось именно такому сжатию. В одном кубическом сантиметре вещества нейтронной звезды содержится около 100 миллионов тонн вещества. Целая нейтронная звезда, тяжелее нашего Солнца, занимает сферу диаметров в 15-20 км.
Электромагнитное отражение.
Атомы, составляющие материю, никогда не касаются друг друга. Чем ближе они подходят, тем больше отталкивания между электрическими зарядами на их составных частях. Это похоже на попытку соединить два очень мощных магнита, северный полюс к северному полюсу.
Это даже применимо, когда кажется, что объекты соприкасаются. Когда вы садитесь на стул, вы его на самом деле не касаетесь.
Вы парите на крошечном расстоянии выше, подвешенные отталкиванием между атомами. Эта электромагнитная сила намного сильнее силы тяжести – примерно в миллиард миллиардов миллиардов миллиардов раз сильнее. Вы можете продемонстрировать относительную силу, подержав магнит на холодильник и отпустив его. Электромагнитная сила крошечного магнита подавляет гравитационное притяжение всей Земли.
Звездная пыль.
Каждому атому в вашем теле миллиарды лет. Водород, самый распространенный элемент во Вселенной и главная особенность вашего тела, был произведен во время Большого взрыва 13,8 миллиарда лет назад.
Более тяжелые атомы, такие как углерод и кислород, образовались в звездах между 7 и 12 миллиардами лет назад и разлетелись по космосу, когда звезды взорвались. Некоторые из этих взрывов были настолько мощными, что они также производили элементы тяжелее железа, которые звезды не могут построить сами. Это означает, что компоненты вашего тела действительно древние: вы – звездная пыль.
Квантовое тело.
Одна из загадок науки состоит в том, как нечто столь твердое и осязаемое, как ваше тело, может состоять из квантовых частиц странного поведения, таких как атомы и их составляющие.
Если вы попросите большинство людей изобразить один из атомов в своих телах, они нарисуют нечто вроде миниатюрной солнечной системы с ядром в виде Солнца и электронами, вращающимися, как планеты. Это была действительно ранняя модель атома, но было понятно, что такие атомы схлопываются в одно мгновение. Это связано с тем, что электроны имеют электрический заряд, и ускорение заряженной частицы, необходимое для удержания ее на орбите, заставит ее испускать энергию в виде света, в результате чего электрон по спирали попадает в ядро.
В действительности электроны привязаны к определенным орбитам, как если бы они бегали по рельсам. Они не могут существовать где-либо между этими орбитами, но должны совершить «квантовый скачок» для перехода с одной на другую. Более того, как квантовые частицы электроны существуют в виде набора вероятностей, а не в определенных местах, поэтому лучше показать электроны в виде набора нечетких оболочек вокруг ядра.
Чужая ДНК.
Удивительно, но не вся полезная ДНК в наших хромосомах принадлежит нашим эволюционным предкам – некоторые из них были заимствованы из других источников.
Наша ДНК включает гены как минимум восьми ретровирусов. Это своего рода вирус, который использует механизмы клетки для кодирования ДНК, чтобы захватить клетку. В какой-то момент истории человечества эти гены стали частью человеческой ДНК. Эти вирусные гены в ДНК теперь выполняют важные функции в воспроизводстве человека, но они полностью чужды нашим генетическим предкам.
Другая жизнь.
Судя по количеству клеток, внутри нас больше бактериальной жизни, чем человеческой. Есть около 30 триллионов наших собственных клеток, но при этом в нас в 10 раз больше бактерий. Многие из бактерий, которые живут в нашем теле, дружелюбны в том смысле, что они не причиняют никакого вреда. Некоторые из них полезны.
В 1920-х годах один американский инженер исследовал, могут ли животные жить без бактерий, надеясь, что мир без бактерий будет более здоровым.
Джеймс Рейнирс сделал делом своей жизни создание среды, в которой животные могли бы выращиваться без бактерий. В итоге это оказалось возможно.
Но многие животные умирали, а тех, кто выживал, приходилось кормить специальной пищей. Это происходит потому, что бактерии в кишечнике помогают пищеварению. Вы можете существовать без бактерий, но без помощи ферментов в вашем кишечнике, которые производят бактерии, вам нужно будет есть пищу, которая более насыщена питательными веществами, чем обычная диета.
Детекторы фотонов.
Наши глаза очень чувствительны, они способны уловить всего несколько фотонов света. Если вы посмотрите очень ясной ночью на созвездие Андромеды, невооруженным глазом будет видно небольшое нечеткое пятно света.
Андромеда – ближайшая к нашему Млечному Пути большая галактика. Но «близко» – понятие относительное в межгалактическом пространстве: галактика Андромеды находится на расстоянии 2,5 миллиона световых лет от нас. Когда фотоны света, попавшие в ваш глаз, начали свое путешествие, на Земле еще не было людей. Нам еще предстояло только развиваться. Смотря на Андромеду, вы видите почти немыслимое расстояние и оглядываетесь во времени на 2,5 миллиона лет назад.
Реальный возраст.
Как и у курицы, ваша жизнь началась с яйца. Это не кусок скорлупы, но все же яйцо. Однако существует значительная разница между человеческим и куриным яйцами, которая удивительным образом влияет на ваш возраст.
Человеческие яйцеклетки крошечные. В конце концов, они представляют собой всего лишь одну клетку и обычно имеют диаметр около 0,2 мм – размер напечатанной точки. Ваше яйцо образовалось в вашей матери, но удивительно то, что оно образовалось, когда она была еще эмбрионом.
Формирование вашей яйцеклетки и половины вашей ДНК, полученной от матери, можно рассматривать как самый первый момент вашего существования. И это произошло до того, как родилась ваша мать. Допустим, вашей матери было 30 лет, когда вы родились, тогда в ваш 18-й день рождения вам, вероятно, будет более 48 лет.
Оптическое заблуждение.
Картина мира, который мы «видим», искусственна. Наш мозг не производит изображения так, как работает видеокамера.
Вместо этого мозг строит модель мира из информации, предоставляемой модулями, которые измеряют свет и тень, края, кривизну и так далее. Это позволяет мозгу легко закрасить слепое пятно, область вашей сетчатки, где соединяется зрительный нерв, у которого нет датчиков. Он также компенсирует быстрые резкие движения наших глаз, называемые саккадами, что дает ложную картину устойчивого зрения.
Но оборотной стороной этого процесса является то, что он позволяет легко обмануть наши глаза. Телевидение, фильмы и оптические иллюзии работают, вводя мозг в заблуждение относительно того, что видит глаз. Вот почему Луна кажется намного больше, чем есть на самом деле, и, кажется, различается по размеру: истинный оптический размер Луны подобен дыре, созданной дыроколом, удерживаемым на расстоянии вытянутой руки.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник