Яка планета випромінює у космос більше енергії ніж отримує

Астрономія 11 клас

§9. Планети-гіганти

3. Сатурн

Сатурн — найвіддаленішу планету, яку знали астрономи в стародавні часи,— назвали на честь батька головного бога Юпітера. Після винайдення телескопа виявили, що Сатурн є найкрасивішою планетою Сонячної системи, бо його казкове кільце зачаровує як дітей, так і дорослих (про природу кільця див. у § 10). Сатурн не має того розмаїття кольорів, який ми спостерігаємо в атмосфері Юпітера, але структура атмосфери цих планет дуже схожа. Жовтуватого кольору верхнім шарам атмосфери Сатурна надають снігові хмари з аміаку (рис. 9.5). На глибині 300 км від верхніх шарів хмар розташовуються хмари води, у яких при підвищенні температури сніг перетворюється в дощ.

Середня густина Сатурна менша, ніж води, що свідчить про невелику кількість важких хімічних елементів у ядрі планети.

Сатурн, як і Юпітер, має магнітне поле, радіаційні пояси та є джерелом радіовипромінювання.

Рис. 9.5. Верхні шари хмар отримують енергію як від Сонця, так і з глибини Сатурна.

У результаті взаємодії цих потоків енергії виникають сильні вітри, що спрямовані переважно із заходу на схід і швидкість яких досягає 400 м/с. Через вітри утворюються темні смуги хмар, які розташовані паралельно до екватора

Сатурн теж випромінює у космос більше енергії, ніж отримує від Сонця. Астрономи недавно виявили дефіцит Гелію в атмосфері Сатурна в порівнянні з атмосферою Юпітера і запропонували цікаву гіпотезу про можливе джерело його енергії. На Сатурні Гелій не повністю розчиняється у водні, як це спостерігається на Юпітері, де вищі тиск і температура. У водневій атмосфері Сатурна Гелій утворює краплі, які конденсуються в атмосфері як своєрідний туман і потім випадають у вигляді дощу. Такі гелієві опади у верхніх шарах атмосфери можуть бути джерелом внутрішньої енергії, бо більш густий Гелій (у порівнянні з воднем) опускається ближче до центра. Таким чином, потенціальна енергія крапель Гелію перетворюється в кінетичну енергію, що призводить до підвищення температури в надрах. Із часом гелієві дощі припиняться, тому температура на Сатурні знизиться.

Источник

Яка планета випромінює у космос більше енергії ніж отримує

Тип уроку: пояснення нового матеріалу
Обладнання: плакат «Планети гіганти», глобуси планет, карти планет

І. Організаційна частина (2 хв)
ІІ. Повторення вивченого матеріалу (5 хв)
ІІІ. Мотивація навчальної діяльності (3 хв)
IV. Вивчення нового матеріалу (20 хв)
V. Засвоєння вивченого матеріалу (5 хв)
VI. Підведення підсумків роботи (3 хв)
VII. Домашнє завдання (2 хв)

І. Організаційна частина
Перевірка присутніх. Оголошення теми уроку «Планети гіганти та їхні супутники»
ІІ. Актуалізація опорних знань учнів
Учитель проводить усне опитування учнів:

1. Які спільні умови існують на планетах земної групи?
2. Чому на Венері і вдень і вночі неймовірна спека?
3. На вашу думку, чи можливе життя на Марсі?

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності
Ми з вами ознайомились з планетами земної групи та зрозуміли їхню будову, склад, можливість існування життя. Хоча наша Сонячна система не обмежується цими планетами, а можливо, що на інших планетах існує хоча б якесь примітивне життя і чим ці планети відрізняються від планет земної групи?

ІV. Вивчення нового матеріалу

Планети-гіганти на відміну від планет земної групи не ма­ють твердої поверхні, бо за хімічним складом (99 % Гідрогену і Ге­лію) і густиною («1 г/см3) вони нагадують зорі, а їхня велика ма­са спричиняє нагрівання ядер до температури понад +10000 °С (рис. 9.1). Крім того, планети-гіганти досить швидко обертаються навколо осі та мають велику кількість супутни­ків.

Найбільшою загадкою усіх планет-гігантів (крім Урана) є джерело внутрішньої енергії, яку випромінюють ці планети в інфрачервоній час­тині спектра. Джерелом енергії не можуть бути термоядерні реакції, бо маса планет-гігантів не­достатня для перетворення їх у зорі. Не виклю­чена можливість, що гіганти випромінюють ту енергію, яка була накопичена під час утворення Сонячної системи кілька мільярдів років тому. Можливо, що в минулому Юпітер мав досить ви­соку температуру на поверхні й світився на небі молодої Землі у 100 разів яскравіше за Місяць.

ітлих хмар, де атмосферний тиск сягає 1 атм, має температуру -107°С і складається з кристаликів аміаку. Шар хмар з до­мішками сірки, що розташований нижче, має черво­ний колір (рис. 9.2—9.4). Найнижче знаходяться хма­ри з водяної пари, які утворюються на глибині 80 км від верхніх світлих хмар. Температура і атмосферний тиск із глибиною поступово зростають.
Недавно з’явилися гіпотези щодо можливості існування життя у хмарах Юпітера, адже його ат­мосфера має всі компоненти, які були необхідні для появи життя на Землі. Деякі шари хмар є теплі та відносно комфортні для існування навіть земних мікроорганізмів.

Сатурн — найвіддаленішу планету, яку знали астрономи в ста­родавні часи,— назвали на честь батька головного бога Юпітера. Після винайдення телескопа виявили, що Сатурн є найкрасиві­шою планетою Сонячної системи, бо його каз­кове кільце зачаровує як дітей, так і дорослих (про природу кільця див. у § 10). Сатурн не має того розмаїття кольорів, який ми спостерігаємо в атмосфері Юпітера, але структура атмосфери цих планет дуже схожа. Жовтуватого кольору верхнім шарам атмосфери Сатурна надають сні­гові хмари з аміаку (рис. 9.5). На глибині 300 км від верхніх шарів хмар розташовуються хмари води, у яких при підвищенні температури сніг перетворюється в дощ.
Середня густина Сатурна менша, ніж води, що свідчить про невелику кількість важких хі­мічних елементів у ядрі планети.
Сатурн, як і Юпітер, має магнітне поле, радіаційні пояси та є джерелом радіовипромі­нювання.
Сатурн теж випромінює у космос більше енергії, ніж отримує від Сонця. Астрономи недавно виявили дефіцит Гелію в атмосфері Сатурна в порівнянні з ат­мосферою Юпітера і запропонували цікаву гіпотезу про можливе джерело його енергії. На Сатурні Гелій не повністю розчиняється у водні, як це спостерігається на Юпітері, де вищі тиск і температура. У водневій атмосфері Сатурна Гелій утво­рює краплі, які конденсуються в атмосфері як своєрідний туман і потім випадають у вигляді дощу. Такі гелієві опади у верхніх шарах атмосфери можуть бути джере­лом внутрішньої енергії, бо більш густий Гелій (у порівнянні з воднем) опускаєть­ся ближче до центра. Таким чином, потенціальна енергія крапель Гелію перетво­рюється в кінетичну енергію, що призводить до підвищення температури в надрах. Із часом гелієві дощі припиняться, тому температура на Сатурні знизиться.

Названий на честь бога неба Уран є по-справжньому планетою, тому що одну сьому його атмосфери складає к одна особливість, яка виділяє Уран з усіх планет Сонячної системи його екватор нахилений до площини орбіти під кутом 98о великий кут нахилу призводить до унікальної у Со­нячній системі зміни пір року — полярні кола роз­ташовуються майже на екваторі, а тропіки — біля полюсів. Це означає, що Сонце освітлює один із полюсів планети майже 42 земні роки, у той час як на іншому полюсі стільки ж триває полярна ніч. Правда, спеки там не буває, бо Уран отримує від Сонця набагато менше енергії, ніж Земля, і температура верхніх шарів атмосфери не піднімається вище за -215 °С.
Астрономи довгий час спостерігали за Ура­ном, але не виявили суттєвих змін кольорів або утворень в атмосфері. Тільки у 2007 p., коли Сон­це освітлювало одночасно обидві півкулі Урана, у телескопи були помічені смуги хмар.

Чи існує океан на планеті Нептун, яку назвали на честь бо-^а підводного світу? Нептун розташовується на околиці Сонячної зистеми і має період обертання 164,8 земного року. Планета має внутрішнє джерело енергії, бо випромінює у кос­мос тепла майже втричі більше, ніж одержує йо­го від Сонця. Від часу свого відкриття у 1846 р. Нептун зробив повний оберт навколо Сонця тіль­ки у 2011 р.
Під хмарами температура атмосфери поступо­во підвищується до +700°С, тому вода там не мо­же перебувати в рідкому стані. Більш реальною є гіпотеза про водяні хмари з розчином аміаку, гус­тина яких може перевершувати густину рідкої во­ди в кілька разів. Швидкість вітрів у хма­рах сягає фантастичної величини — 500 м/с. Чому виникають сильні вітри на такій холодній плане­ті — це ще одна нерозгадана таємниця Нептуна.

V. Засвоєння вивченого матеріалу

1. Які планети випромінюють у космос більше енергії, ніж отримують від Сонця?
2. Які планети обертаються навколо осі у зворотному напрямку?
3. На якій із цих планет спостерігається найбільша тривалість дня?
4. Скільки часу триває день на полюсах Урана?
5. Які особливості у планет-гігантів?
6. Чому Юпітер можна вважати дуже схожим на зорю? VІ. Підведення підсумків заняття

VІІ. Домашнє завдання
Опрацювати матеріал за підручником:

1. Астрономія 11 клас Пришляк §9 ст. 74
2. Астрономія 11 класКлимишин І.А., Крячко І.П. §15 ст. 86

Виконати вправи: 1-13 ст. 79 за підручником Пришляк М.П.

Источник

Навчально-методичний комплекс

Тема 8

Тема: Планети-гіганти

8.1. Які планети випромінюють у космос більше; енергії, ніж отримують від Сонця?

А. Усі планети-гіганти. Б. Юпітер, Сатурн, Нептун. В. Юпітер, Сатурн, Уран. Г. Уран.

8.2. Які планети обертаються навколо осі у зворотному напрямку?

А. Венера, Юпітер. Б. Усі планети-гіганти. В. Юпітер, Сатурн. Г. Уран, Венера.

8.3. На якій з цих планет спостерігається найбільша тривалість дня?

А. На Венері. Б. На Марсі. В. На Юпітері. Г. На Урані. Д. На Землі.

8.4. Скільки часу триває день на полюсах Урана?

А. 21 земний рік. Б. 17 год 14 хв. В. 1 місяць. Г. 1 земний рік. Д. 42 земні роки.

8.5. Які особливості у планет-гігантів?

8.6. Чому Юпітер можна вважати дуже схожим на зорю?

8.7. Що викликає гелієві дощі на Сатурні?

8.8. Чим обумовлена зміна пір року на Урані?

8.9. Обчисліть найменшу та найбільшу відстані між Землею Юпітером.

8.10.За допомогою рухомої карти зоряного неба визначте, коли планети сходять та заходять у день вашого народження п точного року.

8.11.Чому виникли гіпотези про можливе життя у хмарах Юпітера?

8.12.За допомогою астрономічного календаря відшукайте на небі Юпітер та Сатурн і визначте, у якому сузір’ї спостерігаються ці планети.

8.13.Які планети-гіганти видно сьогодні у вечірній час?

Відповіді на тести та вправи

8.5. Планети-гіганти мають великі розміри, невелику густи­ну та складаються з водню, гелію та льодяної компоненти.

8.6. За хімічним складом Юпітер нагадує зорі, і на ньому від­сутня тверда поверхня. До того ж, Юпітер має всередині настільки великі запаси тепла, що випромінює дещо біль­ше енергії, ніж отримує від Сонця.

8.7. У воднево-гелієвій мантії Сатурна гелій утворює краплі (бо в разі підвищення тиску виникає явище неповної роз­чинності гелію у водні), які конденсуються в атмосфері як своєрідний туман і потім випадають у вигляді дощу.

8.8. Вісь обертання Урана лежить майже в площині його орбіти, тому тропічна зона майже збігається з Полярним колом.

8.9. 593,4 млн. км та 968,2 млн. км.

8.11. Бо там є вода та органічні сполуки (насамперед метан та аміак), але ця гіпотеза с малоймовірною.

Додаткові тести та вправи й відповіді на них

1. Які гази є основним компонентом атмосфер планет гігантів?

А. Кисень і азот. Б. Водень і кисень. В. Азот і водень. Г. Кисень і вуглекислий газ. Д. Водень і гелій.

Відповідь. Д.

2. Велику Червону Пляму помічено на планеті:

А. Плутон. Б. Юпітер. В. Уран. Г. Сатурн. Д. Нептун.

Відповідь. Б.

3. Велика Чорна Пляма знаходиться на планеті:

А. Юпітер. Б. Сатурн. В. Уран. Г. Нептун. Д. Плутон.

Відповідь. Г.

4. Коли астрономи відкрили Велику Червону Пляму на Юпітері?

А. 300 років тому. Б. 100 років тому. В. 20 років тому (АМС «Піонер»). Г. 10 років тому (АМС «Вояджер-1»). Д. 2000 року (космічним телескопом «Габбл»).

Відповідь. А.

5. Велику Червону Пляму утворює:

А. Велетенський вулкан на поверхні Юпітера. Б. Велетен­ський вулкан на поверхні Сатурна. В. Вихор в атмосфері Юпітера. Г. Вихор в атмосфері Нептуна. Д. Вогнище аборигенів на супутнику Юпітера — Європі.

Відповідь. В.

6. Велику Чорну Пляму утворює:

А. Велетенський вулкан на поверхні Сатурна. Б. Веле­тенське провалля на поверхні Урана. В. Вихор в атмосфе­рі Юпітера. Г. Вихор в атмосфері Нептуна. Д. Чорна діра в хмарах Урана.

Відповідь. Г.

7. Температура під хмарами планет-гігантів:

А. Збільшується, бо в надрах цих планет відбуваються тер­моядерні реакції. Б. Збільшується, бо в надрах цих планет зростають тиск і густина. В. Зменшується, бо білі хмари на цих планетах відбивають сонячну енергію. Г. Зменшу­ється, бо суцільна хмарність не пропускає сонячної енер­гії і на поверхні цих планет стоїть лютий мороз -200 °С . Д. Залишається сталою.

Відповідь. Б.

8. Під хмарами на поверхні Юпітера можуть існувати:

А. Материки й океани рідкої води за температури +20 °С. Б. Тверда поверхня з металічного водню за температури -250 °С .В. Океан рідкого водню за температури +2000 °С. Г. Крига й замерзлий океан із води. Д. Крига й замерзлий океан із метану.

Відповідь. В.

9. На якій планеті Сонячної системи в хмарах найнижча температура опускається до -215 °С ?

А. На Землі. Б. На Марсі. В. На Юпітері. Г. На Сатурні. Д. На Урані. Е. На Нептуні.

Відповідь. Д.

10. Яка планета Сонячної системи наприкінці XX ст. знаходилась найдальше від Сонця?

А. Юпітер. Б. Сатурн. В. Уран. Г. Нептун. Д. Плутон.

Відповідь. Г.

11. У 2000 році спостерігалось сполучення Юпітера та Сатур­на, коли ці планети знаходились майже на одній прямій із Сонцем. Як можна обчислити наступну дату такого сполу­чення?

Відповідь. За допомогою формули для синодичного періо­ду обертання планети: де T₁, Т₂ — сидеричні періоди обертання Юпітера та Сатурна. Наступне спо­лучення Юпітера та Сатурна буде у 2020 році.

12. Обчисліть свою вагу на поверхні Плутона.

Відповідь. Вага на Плутоні в 16 разів менша, ніж на Землі.

13. Освітленість планет сонячними променями зменшується обернено пропорційно квадрату відстані планети від Сон­ця. Підрахуйте, яка максимальна освітленість сонячними променями на поверхні Плутона, якщо на поверхні Землі опівдні Сонце створює освітленість 1,36 · 10 5 люксів.

Відповідь. 150 лк.

14. Де на Урані знаходяться тропіки, якщо площина екватора утворює з площиною його орбіти кут 98°?

Источник