Номер 3, страница 314 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

3. Какой физический процесс является источником внутреннего обогрева планеты?

3. Основным физическим процессом, который является источником энергии, излучаемой большинством звезд (включая Солнце) на протяжении большей части их жизни, является термоядерный синтез. Этот процесс происходит в ядре звезды при чрезвычайно высоких температурах (порядка 10-15 миллионов кельвинов) и колоссальном давлении. В ходе термоядерного синтеза ядра более легких химических элементов сливаются, образуя ядра более тяжелых элементов. Для звезд, подобных Солнцу, преобладает так называемый протон-протонный цикл, в котором четыре ядра водорода (протона) в конечном итоге превращаются в одно ядро гелия. Масса образовавшегося ядра гелия оказывается немного меньше, чем суммарная масса четырех исходных протонов. Эта разница в массе, называемая дефектом масс ($ \Delta m $), полностью преобразуется в огромное количество энергии ($ E $) в соответствии с уравнением эквивалентности массы и энергии Эйнштейна: $ E = \Delta m c^2 $, где $ c $ — скорость света в вакууме. Выделившаяся энергия в виде фотонов высоких энергий (гамма-квантов) и нейтрино разогревает ядро и затем в течение сотен тысяч лет переносится к поверхности звезды, откуда и излучается в космическое пространство.

Ответ: Термоядерный синтез.

4. Источником внутреннего обогрева планеты является совокупность нескольких физических процессов, главные из которых меняются в зависимости от типа планеты и ее возраста. Основными источниками являются:

1. Радиоактивный распад. Это основной постоянный источник тепла для планет земной группы (таких как Земля, Марс, Венера). В их коре и мантии содержатся радиоактивные изотопы элементов, в основном уран-238 ($^{238}\text{U}$), торий-232 ($^{232}\text{Th}$) и калий-40 ($^{40}\text{K}$). При их самопроизвольном распаде выделяется энергия, которая нагревает недра планеты. Этот процесс поддерживает геологическую активность, такую как вулканизм и тектоника плит, на протяжении миллиардов лет.

2. Первичная (аккреционная) теплота. Это тепло, оставшееся со времен формирования планеты около 4,5 миллиардов лет назад. В процессе аккреции, когда планета формировалась из множества мелких тел (планетезималей), их гравитационная потенциальная энергия при столкновении и сжатии переходила в тепловую. Планета до сих пор медленно остывает, излучая этот первоначальный запас тепла.

3. Гравитационная дифференциация. На ранних стадиях существования планеты, когда она была в основном расплавленной, происходило разделение веществ по плотности: тяжелые элементы (железо, никель) опускались к центру, формируя ядро, а более легкие силикаты поднимались, образуя мантию и кору. Этот процесс высвобождал гравитационную потенциальную энергию, которая также превращалась в тепло.

Для газовых гигантов, таких как Юпитер и Сатурн, значительный вклад вносит также механизм Кельвина — Гельмгольца — медленное гравитационное сжатие планеты, которое приводит к ее нагреву.

Ответ: Главными физическими процессами, являющимися источником внутреннего обогрева планеты, являются распад радиоактивных элементов в ее недрах и постепенное остывание, то есть отдача тепла, накопленного в процессе аккреции и гравитационной дифференциации на ранних этапах формирования.