Номер 3, страница 341 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 90. Термоядерные реакции. Глава 12. Физика атомного ядра - номер 3, страница 341.

Условие.

3. Чем можно объяснить тот факт, что в недрах Солнца температура достигает десятков миллионов градусов?

Решение.

Решение 2.

Решение

Тот факт, что температура в недрах Солнца достигает десятков миллионов градусов, объясняется балансом между мощной силой гравитации и энергией, выделяемой в ходе термоядерных реакций.

Солнце обладает огромной массой, и сила гравитации стремится сжать все его вещество к центру. Этот процесс, называемый гравитационным сжатием, сам по себе приводит к сильному нагреву: потенциальная энергия сжимающегося газа переходит в тепловую. В результате сжатия в ядре Солнца создались экстремальные условия — колоссальное давление и высокая температура.

Именно эти условия (температура порядка 15 миллионов Кельвинов и огромное давление) запустили в ядре Солнца реакции термоядерного синтеза. Суть этих реакций заключается в том, что ядра легких элементов, в основном водорода (протоны), сливаются, образуя ядра более тяжелых элементов, в данном случае — гелия. Для слияния ядрам необходимо преодолеть силы электростатического отталкивания, что возможно только при очень высоких энергиях (температурах) и плотности.

Ключевым моментом является то, что масса получившегося ядра гелия немного меньше суммы масс исходных частиц. Эта "недостающая" масса (дефект масс) не исчезает, а преобразуется в колоссальное количество энергии в соответствии со знаменитым уравнением Эйнштейна $E=mc^2$, где $E$ — энергия, $m$ — масса, а $c$ — скорость света.

Эта постоянно выделяющаяся в ядре энергия создает огромное внутреннее газовое давление, которое противодействует силам гравитационного сжатия и не дает Солнцу коллапсировать. Таким образом, термоядерный "реактор" в центре Солнца является источником энергии, который поддерживает его стабильность (гидростатическое равновесие) и раскаляет его недра до десятков миллионов градусов.

Ответ: Высокая температура в недрах Солнца поддерживается за счет непрерывных реакций термоядерного синтеза, при которых из водорода образуется гелий с выделением огромного количества энергии. Эти реакции происходят под действием колоссального давления и температуры, созданных силой гравитационного сжатия гигантской массы звезды.