太阳正处于主序星深化阶段,它主要是由电子和,等原子组成,维持太阳辐射是它内部的核聚变反应,核反应方程是4+2e→+释放的核能,这些核能最后转化为辐射能,根据目前恒星演化的理论,若由于核变反应而使太阳中的核数目从现有数减少10%,太阳将离开主序星阶段到红巨星阶段,为了简化,假定目前太阳全部是由电子和组成.
(1)为了研究太阳演化进程阶段,需知道目前太阳的质量M,已知地球半径R=6.4×106m,地球绕太阳公转的轨道半径r=1.5×1011m,地球表面处的重力加速度g=10m/s2,一年约为3.2×107s,试估算目前太阳的质量M;
(2)已知质子的质量为mp=1.6726×10-27kg,α粒子质量为ma=6.6458×kg,电子质量为me=0.91×10-30kg,光速c=3×108m/s,求每发生一次题所述的核聚变反应所释放的能量;
(3)又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上,每秒通过太阳的辐射能为W=1.35×103W/m2,试估算太阳继续保持主序星阶段还有多少年寿命(保留一位有效数字)
解:(1)估算太阳质量M:设T为地球绕日心运动的周期.由万有引力定律和牛顿定律可知G=mr()2,由上式解得:M=()2=2×1030kg. (2)根据质量亏损和质能公式,核反应方程每发生一次释放的核能为ΔE=(4mp+2me-mα)c2,代入数据后可得ΔE=4.2×10-12J. (3)根据题中假定,在太阳继续保持在主序星阶段的时间内,发生题中所述的核聚变反应的次数为N=×10%,因此太阳共辐射的能量为E=NΔE,设太阳辐射是各向同性的,则每秒钟内太阳向外放出的辐射能=4πr2W,所以太阳继续保持在主序星阶段的时间t=E/=1×1010年. |
科目:高中物理 来源:2001~2002学年第二学期形成性练习高中物理 题型:038
太阳现正处于主序星演化阶段,它主要是由电子和、等原子核组成,维持太阳辐射的是内部的核聚变反应,核反应方程是2e+4→+释放的核能,这些核能最后转化为辐射能.根据目前关于恒星演化的理论,若由于聚变反应而使太阳中的核数目从现有数减少10%,太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段,为了简化,假定目前太阳全部由电子和核组成.
(1)为了研究太阳演化进程,需知道目前太阳的质量M.已知地球半径R=6.4×m,地球质量m=6.0×kg,日地中心的距离r=1.5×m,地球表面处的重力加速度g=,一年约为3.2×.试估算目前太阳的质量M.
(2)已知质子质量=1.6726×kg,质量=6.6458×kg,电子质量=0.9×kg,光速c=3×m/s.求每发生一次题中所述的核聚变反应所放出的核能.
(3)又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上,每秒通过的太阳辐射能=1.35×.试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命.(估算结果只要求一位有效数字.)
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科目:高中物理 来源: 题型:
(1)为了研究太阳演化进程,需知道目前太阳的质量M。已知地球半径R=6.4×106m,地球质量m=6.0×1024 kg,日地中心的距离r=1.5×1011 m,地球表面处的重力加速度g=10 m/s2,1年约为3.2×107秒。试估算目前太阳的质量M。
(2)已知质子质量mp=1.6726×10-27 kg,He质量m=6.6458×10-27 kg,电子质量me=0.9×10-30 kg,光速c=3×108 m/s。求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能。
(3)又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上,每秒通过的太阳辐射能w=1.35×103 W/m2。试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命。
(估算结果只要求一位有效数字。)
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