Номер 872, страница 128 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер. Биологическое действие радиации. Термоядерная реакция - номер 872, страница 128.

Условие.

872. Источником энергии Солнца являются термоядерные реакции синтеза водорода и гелия. Почему же Солнце светит миллиарды лет с мало изменяющейся интенсивностью, а не взорвалось, как водородная бомба?

Решение.

Солнце не взрывается, как водородная бомба, благодаря состоянию, которое называется гидростатическим равновесием. Это устойчивый баланс между двумя мощными, противоположно направленными силами, действующими внутри звезды.

1. Сила гравитации. Огромная масса Солнца создает колоссальную силу всемирного тяготения, которая стремится сжать все его вещество к центру. Это гравитационное сжатие приводит к невероятно высоким давлению и температуре в ядре (около 15 миллионов градусов Цельсия), что и создает необходимые условия для протекания термоядерных реакций.

2. Сила внутреннего давления. Термоядерные реакции синтеза гелия из водорода, идущие в ядре, выделяют огромное количество энергии. Эта энергия разогревает газ до состояния плазмы и создает мощное давление (газовое и лучистое), которое направлено из центра наружу и противодействует гравитационному сжатию.

Эти две силы идеально уравновешивают друг друга. Более того, эта система обладает свойством саморегуляции, работая как гигантский природный термостат:

– Если бы по какой-то причине скорость термоядерных реакций в ядре возросла, это привело бы к увеличению температуры и, соответственно, к росту внутреннего давления. Возросшее давление заставило бы ядро расшириться. При расширении плотность и температура в ядре упали бы, что автоматически снизило бы скорость реакций до первоначального уровня.

– И наоборот, если бы скорость реакций уменьшилась, внутреннее давление ослабло бы. Гравитация начала бы преобладать и сжимать ядро. Это сжатие привело бы к росту плотности и температуры, что, в свою очередь, ускорило бы термоядерные реакции до тех пор, пока давление снова не уравновесило бы гравитацию.

В водородной бомбе такой уравновешивающей силы, как гравитация звезды, нет. Реакция в ней носит неуправляемый, цепной характер и развивается лавинообразно, высвобождая всю энергию практически мгновенно в виде взрыва.

Ответ: Солнце не взрывается, потому что в нем существует гидростатическое равновесие — баланс между силой гравитационного сжатия, направленной к центру, и силой внутреннего давления от термоядерных реакций, направленной наружу. Эта система является саморегулирующейся, что обеспечивает стабильное и длительное выделение энергии, в отличие от неуправляемой и мгновенной реакции в водородной бомбе.