太阳燃烧的是什么燃料?

素食翁


太阳靠的是氢元素在“燃烧”,不过这里的“燃烧”是指核聚变,氢元素在不断的聚变为氦元素,在这个过程中释放大量的能量。

太阳的半径约70万公里,是地球的109倍。但太阳并不是全部都在进行核聚变,实际上它的聚变区域只在核心部分,日核的半径是总半径的1/4,而体积却只有总体积的1.56%,因此太阳的“心脏”确实不怎么大。

并且太阳每秒消耗的物质就有400多万吨,而这些物质转变成的能量,可以利用质能方程算出,结果显示,太阳一秒产生的能量,以目前的科技水平为标准,足够人类使用数千个世纪。

而且值得一提的是,我们现在使用的能源几乎都是来自太阳,比如化石能源,石油是动植物的尸体演化而来,而动植物的能量摄取,归根还是太阳。

此外多说一句,太阳再强,也有一死,它的归途就是在50亿年后成为红巨星,然后变为白矮星,最后终结于黑矮星。

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赛先生科普


自古以来,人类仰望天空,对天体感到无尽好奇。闪闪发光的星星和炽热的太阳,充满着神秘。对于天文学家而言,太阳只不过是一颗正在走向死亡的恒星。但对于其他人而言,太阳是一个熊熊燃烧的大火球,为我们能提供光和热。

太阳已经持续燃烧了大约50亿年,是什么在维持太阳的燃烧呢?我们都知道,太空中没有空气,因此没有氧气可用于太阳的燃烧。在我们的日常经验中,我们所熟悉的唯一燃烧是火焰燃烧。本质上,这是一种放出光和热的氧化反应。但这不是唯一的反应类型。太阳确实在“燃烧”,但它是一种核反应,而不是化学反应。

太阳的燃料为氢原子,73%的太阳质量由这种化学元素组成。太阳的光和热都来自于它的中心区域,那里的温度高达1500万摄氏度,压力高达3000亿个地球大气压。在这样的极端高温高压下,四个氢原子能够聚变成一个氦原子,并释放出能量。因此,氢核聚变无需氧气的参与,太阳的“燃烧”不用氧气。

太阳每秒要烧掉426万吨的氢原子,根据爱因斯坦的质能方程E=mc^2,可以计算出太阳的功率为3.85×10^26瓦,相当于每秒9.19×10^10吨的TNT爆炸。

那么,太阳最终会熄灭吗?

答案是显然的,太阳最终会燃烧殆尽,只不过还要一段非常漫长的时间,因为太阳的燃料非常充足。自诞生数十亿年以来,太阳已经燃烧了一半的氢燃料。目前,太阳所包含的氢燃料还足够再烧50亿年。当氢燃料耗尽,核心坍缩,温度升高,太阳将开始燃烧氦。此时,太阳将会膨胀成红巨星。之后,太阳外层被剥离,结果留下白矮星。再经过数十亿的冷却,白矮星最终完全变暗,在宇宙中彻底死去。


火星一号


太阳是位于太阳系中心的恒星,目前太约50亿岁,太阳直径相当于地球直径的109倍;体积大约是地球的130万倍;其质量大约是地球的33万倍。

太阳质量大约四分之三都是氢,剩下的几乎都是氦,其他的重元素少于2%。其能源来源于它直径不到50万千米的核心部分,温度高达1,500万度,压力极大。在这样高温、高压条件下,产生核聚变反应,

而太阳就是采用核聚变的方式向太空释放光和热的。

太阳燃烧使用得最多的燃料是氢元素,但并不是普通的氢氧化学燃烧,而是太阳使用氢-氢之间的核聚变来提供能量的。其燃烧过程并不需要氧气,并且比氢氧燃烧能量高数千倍。在核聚变的过程中,太阳释放大量的能量需要通过损耗质量来实现,所释放的这种能量能使太阳发光。每秒钟,太阳由于核聚变而损耗的质量大约为400万吨,而按照其本身巨大的质量和这样的消耗速度,在过去50亿年中,太阳只消耗了其0.03%的质量。

太阳目前正处于中年期,一旦它的氢燃料消耗殆尽,太阳将变为所谓的"白矮星"。据科学家估计,其寿命还有大约50到60亿年。在这之后,太阳内部的氢元素耗尽,其核心将发生坍缩,导致温度上升。知道太阳开始把氦元素聚变成碳元素,这种现象才会停止。转向新元素过后,太阳的质量将会有所下降,这会导致地球或者火星离太阳更远。而太阳的外层则会延伸到地球或者火星目前运行的轨道处。

因此,总结来说,太阳体积和质量十分庞大,目前还很长寿,它靠核聚变产生强大的能量,主要的燃料是氢气,燃烧的过程也不需要氧气的参与。

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镁客网


早期的科学家没有搞明白,太阳为什么能够在这么长的时期内,产生如此多的能量。

在19世纪早期,科学家假设太阳就像地球上的火,使用像煤这样的燃料,慢慢地燃烧,然而这个理论有一个严重的问题:燃料。

假设你的面前有一个火堆,如果你想维持燃烧,就要不停地加入木柴。如果是像太阳那么大的一堆木头,在保证有足够的氧气来燃烧的情况下,也只能维持大约5000-6000年的燃烧。时间尽管很长,但却还不足以支持地球上的生命。

在20世纪早期,在研究地球岩石和化石的碳-14年代测定时证实,太阳在30亿年前就已经以足够维持生命的温度存在了,显然,必须有其他的一些方式供应着太阳。

1929年,阿特金森(Atkinson)和奥特麦斯(Houtermans)从理论上计算了氢原子在几千万度高温下聚变成氦原子的可能性,为以后的核聚变奠定了理论基础。在之后的氢弹研究中,也证实了这种理论。

原子弹:小男孩

质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下(如超高温和高压),只有在极高的温度和压力下才能让核外电子摆脱原子核的束缚,让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起,发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核(如氦)。

氢的三种同位素:H氕原子核内有1个质子,无中子;氘D(又叫重氢) ,原子核内有1个质子,1个中子;氚T(又叫超重氢),原子核内有1个质子,2个中子。

条件都必须恰到好处才能发生,为了让两个中子发生相互作用,它们各有一个正电荷,因此相互排斥,所以得让它们充分靠近,要做到这一点,就得加热,那就意味着粒子快速移动,当足够密集的时候,它们会相互撞击,之间足够的靠近,从而实现聚合。

太阳的内核是个核聚变完美的场所,它有15000000摄氏度,而且它也非常的密集,密度大约是铅(11.3437克/立方厘米)的10倍,如此高的密度,却不是以固体形态存在,由于超乎想象的高温,它保留着等离子状。

太阳里,这些氢原子在巨大的压力下,飞撞在一起,形成氦原子,在这个聚合过程中,原来的原子比产生的原子质量稍微小一点,缺少的质量作为能量释放了。每一秒中太阳内部有6亿吨氢聚合,产生5.95亿吨氦,缺失的500万吨质量转换成了能量,相当于10亿个万吨级的氢弹。

而,那只是每一秒。


SME科技故事


在早期,有过主流观点认为太阳是一个燃烧的巨大碳火球,给人类提供光和热。

现在,虽然对太阳的能量来源以及释放依然有一些问题有待解决,但是太阳依靠核聚变释放能量已成为共识。现在研究可控核聚变的装置叫做“人造太阳”或“仿星器”,就是因为太阳上进行着核聚变。不过太阳上的核聚变和人类能够操作的核聚变有着完全的不同,人类还无法实现太阳上那样的核聚变。


太阳上的质子-质子链核聚变是从宇宙中含量最多的氕原子核(质子)开始,到最后生成氦4的过程。氕的原子核里没有中子只有一个质子,而氦3氦4中却是有中子的。人类现在能够实现的核聚变,反应前后质子数、中子数都是保持不变的,能够改变质子数和中子数的核聚变需要的条件非常高。

太阳核心处的压强约有几千亿个标准大气压,温度也能达到上千万摄氏度。即使如此强大的压力,也不能克服质子间的库伦斥力完成质子-质子链反应的第一步。这一步之所以能够完成,依靠的是势垒贯穿。在量子力学中,低于势垒能量的粒子也有一定的几率穿过势垒,就好像困在屋子里的人能够穿墙而过一样。可以想象这个几率有多低。正是因此,保证了太阳不会在短期内将核聚变燃料耗尽。

如果恒星的质量比太阳大很多,这样恒星内部的压力及温度就会使得恒星内部的核聚变非常剧烈,使得大质量的恒星寿命反而短,质量很大的恒星寿命可能只有几百万年,质量小的恒星寿命能够超过一千亿年。像太阳这样质量的恒星寿命大约为100亿年,目前太阳正处在大约50亿岁的中年时期,还能继续工作四五十亿年。


刁博


太阳的燃料非常简单,就是氢,和我们小时候玩的氢气球里面是同一种元素。

为啥普普通通的氢这么耐烧呢?

第一点可能不少答主都说了,因为太阳核心进行的并不是烧木头烧煤那种普通的燃烧,而是核聚变反应。既然是核反应,就不用考虑氧气的事情了。更何况即使是普通的燃烧也不都需要氧气参与的,不信可以回去翻翻中学化学书。

第二点可能讲的比较少,核电站核弹那种好像反应速率很快,那为啥太阳里面的核反应能持续几十亿年呢?

如果说核弹像是放鞭炮,一眨眼功夫就炸光了,核电站像是烧炉子,得控制火力,不要太冷也不能太热,那么太阳核心的聚变反应更像是在抽彩票,而且是中奖率极低的彩票。

原子核之间要想发生作用,聚变成一个新的原子,是非常困难的,需要极高的温度和压力,原子就好像要翻越一堵能量的高墙,即使在太阳核心也是很难达到。幸亏原子世界是讲概率的,翻不过去可以“穿”过去,只不过这种“穿过去”的概率很小,小到一万亿亿亿分之一。太阳上参加核聚变抽奖的粒子非常多,约有一亿亿亿亿亿亿亿个,这样一来,即使中奖率奇低,也总有中奖的。

这就好比有个700亿的大奖,每张奖券一块钱,但中奖率只有100亿分之一,地球上70亿人,每人买一张,都未必会有人中奖;这时候比尔盖茨来了,拿出700亿买了700亿张奖券,能中奖的话就一点也不奇怪了。

太阳上的氢元素就是普通的氢元素,比尔盖茨的一块钱也是普通的一块钱,但是当大量的氢或者大量钱聚集到一起的时候,就可以做到普通人难以想象的事情,不论是发光发热几十亿年还是努力消灭某种疾病。

宇宙浩瀚无垠,个人水平有限,图片来自网络。如有疏漏,请多指教。


乔小海


川陀太空解答:恒星产能的两种重要机制分别是引力收缩和核反应。引力收缩是恒星向外的压力不能与向内的挤压平衡(没达到流体动力学平衡),恒星会收缩。势能减少,动能增加,使得恒星发光。由地质学可知,地球已是几十亿岁了,太阳的年龄应该与地球的年龄相同,或者比地球的年龄要大。

因此在某一时期,太阳的产能机制是引力收缩,但肯定存在另外的产能机制。太阳现今处于主序星阶段,中心氢燃烧,即氢的聚变反应,为太阳持续发光提供能量。在太阳内部,四个氢核经过P-P链产生一个氦,CNO循环也可以产生这一过程。每秒消耗3.6乘以10的38次方氢核,根据爱因斯坦质能关系,可知这一聚变过程产生巨大的能量。经推算,太阳以现在的光度还能存在10的11次方年,太阳的年龄大约为45亿年,它的中心氢只消耗了5%。P-P链是两个氢核聚合成氢,氢和一个氢核聚合成氦三,最后两个氦三聚合成氦四,释放一个氢核,在此过程中,释放能量和光子。

如果温度超过1.4乘以10的7次方 K时,两个氦三聚合成铍,铍同电子和质子发生反应生成锂和中微子,锂与氢核生成两个氦,在反应过程中产生能量、光子和中微子等。在温度较低时,P-P链产能率高,温度较高时,后一个产生氦的反应产能率高。此外,太阳还存在CN和CNO循环。CN循环是氢核与碳十三生成氮,氮与氢核生成氧十五,反应过程中释放能量。当温度高于1.4乘以10的7次方 K时,发生CNO反应。


川陀太空问答


这个问题现在已经有了一个标准的答案,那就是太阳中心的燃料是氢,氢在高温高压下发生热核反应聚变成氦元素,在这个过程中释放出了巨大的能量。这些能量就是维持太阳平衡和辐射向宇宙空间的能量。目前无论是从理论上还是从实际的观测结果来说,都足以证明其正确性。


历史上,人类对太阳能量的来源有一个漫长的认识过程。各种诸如"煤炭星球说"、"氢氧星球说"、"重力势能说"、"衰变放热说"等层出不穷,但通过计算发现如果真的是这样的话,那太阳的寿命比目前的观测结果应该要短的多的多,因此可以肯定这些说法都是错误的。

1920年,亚瑟.爱丁顿第一次提出了有可能是太阳中心的高温高压促使氢元素转变为氦元素释放出了能量;1925年时人类又发现了在太阳的组成中,氢元素的占比很大的现状;1930年,核聚变的理论正式被提出,核聚变理论的提出者汉斯.贝特在经过详细的计算后,在1938年正式详细阐明了太阳中心能量的来源机制。由于该理论与观测结果十分符合,所以人们都相信它的正确性。


所以说,太阳烧的燃料是氢,氢在高温高压下经过一系列变化形成了氦,在这个过程中有一定的质量亏损,亏损的质量以光和热的形式散发出来。其中又有22亿分之一的能量照射到地球上,就是这22亿分之一的能量,推动了地球上的大气和洋流,促进了动植物的生长,孕育了地球上的万物。


张家小智儿


答:太阳燃烧的燃料是氢元素,包括了氢元素的三种同位素:氕、氘、氚;并且燃烧过程不需要助燃物(比如氧气)。


在恒星内部,进行的是核聚变反应,氢弹就是利用同样原理制成的,在原子的平均核子结合能中,氢元素的平均结合能是最低的,铁-56的平均结合能是最高的。



于是,氢元素融合成更重的元素时,会发生明显的质量亏损,由于质能方程中的光速是一个很大的数,所以核聚变释放的能量是巨大的,太阳的能量就是来源于此。


太阳内部的核聚变原料,包括三种:氕核、氘核和氚核。



它们都是氢元素的同位素,太阳形成之初,在各种元素比例中,氢元素的含量是最高的,在万引力作用下聚集成一团,温度和压力也越来越高,最终氢元素被点燃。



最开始发生融合的是氕核:

1H+1H→2D+e(+)+v,ΔE=1.442MeV;

反应生成的氘核,也会与氕核发生融合:

2D+1H→3He+γ,ΔE=5.494MeV;

经过多道反应后,氢元素逐渐转化为氦元素,该过程的总反应方程式为:

4(1H)=4He+2(e+)+2v,ΔE=24.7MeV 。



然后太阳内部的温度也越来越高,最终氦元素被点燃,生成碳、氧,硅等元素;此时,氢元素也将消耗殆尽,意味着我们的太阳也将渐渐熄灭,而这一切将会发生在55亿年后。


好啦!我的答案就到这里,喜欢我们答案的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


太阳在史前是一个茂密的森林,因为是地球的百万倍所以,他的树林也多的不计其数,有一年天气大旱,雷电引燃了树木,大气层的氧气也被燃烧殆尽,但是太阳的地下是放射性元素砣钛。砣钛的性质是高温后转变为砣钛碳并放出高温能量,砣钛碳的性质是再高温燃烧转化为砣钛并释放高温能量,砣钛不断来回反应,使温度越来越高。

有没有颠覆你们的认知?我是天狼星过来的星人类


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