太阳在燃烧,这个毫无疑问,但它的燃烧原理是怎样的并不是人人都懂。
在人们的日常生活中随处可见燃烧的东西。烧木柴烧煤烧液化气烧天然气,烧汽油烧柴油烧煤油烧酒精,烧桌子烧板凳烧车子烧房子。不管这些燃烧是有益还是有害,它们都有一个共同的特点:化学反应,具体来说就是氧和碳遇热燃烧变成二氧化碳的过程。
化学反应是一种原子层面的反应,参与反应的各元素以核外电子层的化学键进行交换重组,形成与原来元素化学性质不同的新化合物。
太阳就不一样了,如果太阳是靠烧碳过日子的话,有人计算过,即便整个太阳全是一个大煤球,也只够燃烧几千年的,何况还必须再配备太阳那么大一个氧袋。太阳之所以燃烧了50亿年还是那么辉煌,就是因为它烧的不是碳而是氢。
呵呵烧氢?氢也是一种燃料哈?它和氧遇热同样可以燃烧,而且燃烧过后只产生水汽,不会污染环境,被认为是一种清洁燃料。莫非太阳烧氢也是这种烧法?呸呸!
太阳烧氢只需要氢,其它任何东西都不要,而且效率惊人,1公斤氢等同于1万吨优质煤。
哪来这等威力?就是因为烧法不同就有截然不同的效果,太阳上的烧法叫做核聚变反应,它是一种原子核层面的反应。
核反应和化学反应的不同之处就是参与反应的角色不同,它不是核外化学键起作用,而是原子核本身赤膊上阵。
原子核赤膊上阵了,一系列氢核(氘和氚)迎头相撞,聚合成氦核,同时释放出巨大的能量,轰轰烈烈的核聚变完成!
要形成这样的聚变可不是一件容易的事,它需要几百万摄氏度的超高温,并且一旦开始反应就非常难以控制。
我们的太阳就是靠燃烧氢原子核产生热核聚变反应,由氢原子聚变成氦原子,同时放出巨大的能量。
根据爱因斯坦质能变换方程,质量就是能量的一种存在方式,太阳每时每刻都在释放巨大的能量,同时也在不断地损失质量,正是这部分损失的质量变换成了巨大的能量。
严格说来一切能量都来源于质量损耗,核反应如此,化学反应同样如此。
质能转换的最高效率是正反物质相遇的湮灭反应,参与反应的所有正反物质瞬间100%转换成能量。其次是核反应,最后才是化学反应。
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